Исследовательская группа разрабатывает многоступенчатый роботизированный позиционер под контролем МРТ для точной стереотаксической нейрохирургии

Важные новости

Исследовательская группа разрабатывает метод МРТ многоступенчатый роботизированный позиционер для точной стереотаксической нейрохирургии

Многоступенчатый роботизированный позиционер под контролем МРТ. Фото: Университет Гонконга

Исследовательская группа под руководством профессора Ка-Вай Квок из факультета машиностроения Гонконгского университета (HKU) разработала интерактивный многоступенчатый роботизированный позиционер, специально предназначенный для магнитно-резонансной томографии. Стереотаксическая нейрохирургия под контролем МРТ.

Эта технология представляет собой ключевой прорыв в стереотаксической нейрохирургии под контролем МРТ, позволяющий проводить точные вмешательства. Система способна помочь при вмешательствах, включающих нацеливание канюли/иглы, включая глубокую стимуляцию мозга (DBS), для лечения двигательных расстройств, таких как болезнь Паркинсона. Он также облегчает широкий спектр терапевтических применений, таких как биопсия, доставка лекарств, абляция и установка катетера в глубокие области мозга.

В 2018 году команда профессора Квока успешно создала первую в мире роботизированную систему, способную выполнять двусторонние операции. стереотаксическая нейрохирургия в среде МРТ, позволяющая решить проблемы, связанные с длительными процедурами и сложным рабочим процессом.

Сотрудничая с клиническими экспертами профессором Вай-Санг Пуном из отделения хирургии HKU и доктором Дэнни Тат Минг Чаном из отделения нейрохирургии отделения хирургии CUHK, команда доработала первоначальный прототип. Разработанная система была проверена с помощью трупных исследований и испытаний моделей черепа, достигнув погрешности менее 3 мм и продемонстрировав огромный потенциал для интеграции в клиническую практику. На изобретение подана патентная заявка.

В состав инженерной команды HKU входят: Хон-Синг Тонг, Ге Фанг, Чим-Ли Чунг, доктор философии. студент: Цзин Дай, а также научные сотрудники: Чжуолян Хэ, Сяомэй Ван и Джастин Д.Л. Хо.

Об обновленном прототипе сообщалось в журнале Advanced Science. Последняя разработка системы позволяет выполнять интерактивные полуавтоматические манипуляции в два этапа:

Этап 1. Ручная грубая регулировка, выполняемая хирургом в интерактивном режиме

На основании предоперационных изображений хирург ориентирует направляющую инструмента робота в направлении запланированной траектории. Встроенное в систему оптоволоконное освещение интуитивно указывает на ошибку угла наклона относительно запланированной траектории. Как только наведение по инструменту приблизится к запланированной траектории с ошибкой менее 5°, система будет удаленно заблокирована.

Исследовательская группа разрабатывает многоступенчатый роботизированный позиционер под контролем МРТ для точной стереотаксической нейрохирургии

управляемый многоступенчатый роботизированный позиционер. Фото: Университет Гонконга

Этап 2. Автоматическая точная регулировка с точным, чувствительным и высоким разрешением программным роботизированным позиционированием

Использование метода конечных элементов (FEA) для проектирования и оптимизации мягкого привода с жидкостным приводом архитектуру, инструмент можно было позиционировать точно с точностью до <0,2° ошибка ориентации. Надежная фиксация ориентации достигается за счет мягких роботизированных механизмов, таких как устройства для выпечки с сухожильным приводом и застревания гранул на ступенях.

Затем хирург вручную вводит инструмент через направляющую робота. Глубина введения регулируется с помощью стопора. Система может устранить внутренние ошибки в обычном стереотаксисе на основе кадров. В результате точность введения повысится, что обеспечит хирургический результат. Сокращение времени работы поможет повысить комфорт и удовлетворенность пациентов.

Компактный и легкий робот, закрепляемый на черепе (97 x 81 мм, 203 г), подходит для большинства стандартных катушек головки визуализации. Он оснащен изготовленными на заказ миниатюрными беспроводными всенаправленными маркерами слежения и системой с нулевыми электромагнитными помехами для облегчения регистрации робота при МРТ в реальном времени.

Дополнительная информация:< /strong> Чжуолян Хэ и др., Интерактивный многоступенчатый роботизированный позиционер для интраоперационной стереотаксической нейрохирургии под контролем МРТ, Передовая наука (2023). DOI: 10.1002/advs.202305495 ​​

Информация журнала: Передовая наука. Предоставлено Университетом Гонконга.

Новости сегодня

Последние новости