文献阅读-ICRA2020-具有软流体驱动执行器的经皮MRI引导针机器人的设计_北器好14665c

文章序号、所属单元及链接：3281-Medical Robots and Systems
一作所属单位：University of Hong Kong
读后体会：可以多个机器人同时在多个位置进行针头瞄准。

Abstract

经皮消融是大多数肝细胞癌（HCC）的标准疗法，HCC是原发性肝癌的一种常见类型。磁共振成像（MRI）可提供高对比度的软组织图像，以监测消融过程。但是，MRI引导消融术的成功仍然取决于精确的肿瘤内探针放置和皮肤插入位置，这两者都需要经验丰富的操作员，并且会导致操作员间消融结果的差异。在这篇论文中，我们介绍了一种用于MRI引导的经皮穿刺针的半自动机器人系统。紧凑轻巧的设计使机器人可以直接固定在患者身上，并可以使用多个机器人同时在多个位置进行针头瞄准。通过结合具有反馈控制和刚度调节功能的软流体驱动执行器，可以实现准确的（0.89±0.31 mm）针导航。无线MR跟踪线圈可重新确认导针器的3D位置。通过实验评估了机器人平台的性能，例如刚度，针定位精度和频率响应。MR兼容性测试也证实了对MR成像的微不足道的干扰。

Introduction

出于诊断或治疗目的而进行的手术，通常是通过将针头或探针穿过患者的皮肤朝目标解剖结构插入而执行的。应用范围从活检，引流，药物给药到肿瘤消融，并适用于众多包括乳房和肾脏在内的身体部位，在消融肝癌方面尤为突出。

作为最常见的癌症之一，肝癌也是全球与癌症相关的死亡的主要来源之一。肝细胞癌（HCC）是原发性肝癌的最常见形式，通过肝移植和切除术是最常见的治疗疗法，占病例的约20％。对于其余无法切除的病例，经皮射频消融（RF）被认为是标准的局部消融治疗（图1a）。在此过程中，通常通过超声（US）（图1b）或计算机断层扫描（CT）将消融针（OD =Ø1.2-2.1mm）穿过皮肤插入目标病变。可能需要多次插入针头才能消融大的（>Ø3cm）或多个肿瘤。消融后，通常通过术