Robot-assisted 3D-TRUS guided prostate brachytherapy: System integration and validation
Notice bibliographique
Résumé
Current transperineal prostate brachytherapy uses transrectal ultrasound (TRUS) guidance and a template at a fixed position to guide needles along parallel trajectories. However, pubic arch interference (PAI) with the implant path obstructs part of the prostate from being targeted by the brachytherapy needles along parallel trajectories. To solve the PAI problem, some investigators have explored other insertion trajectories than parallel, i.e., oblique. However, parallel trajectory constraints in current brachytherapy procedure do not allow oblique insertion. In this paper, we describe a robot-assisted, three-dimensional (3D) TRUS guided approach to solve this problem. Our prototype consists of a commercial robot, and a 3D TRUS imaging system including an ultrasound machine, image acquisition apparatus and 3D TRUS image reconstruction, and display software. In our approach, we use the robot as a movable needle guide, i.e., the robot positions the needle before insertion, but the physician inserts the needle into the patient's prostate. In a later phase of our work, we will include robot insertion. By unifying the robot, ultrasound transducer, and the 3D TRUS image coordinate systems, the position of the template hole can be accurately related to 3D TRUS image coordinate system, allowing accurate and consistent insertion of the needle via the template hole into the targeted position in the prostate. The unification of the various coordinate systems includes two steps, i.e., 3D image calibration and robot calibration. Our testing of the system showed that the needle placement accuracy of the robot system at the "patient's" skin position was 0.15 mm+/-0.06 mm, and the mean needle angulation error was 0.07 degrees. The fiducial localization error (FLE) in localizing the intersections of the nylon strings for image calibration was 0.13 mm, and the FLE in localizing the divots for robot calibration was 0.37 mm. The fiducial registration error for image calibration was 0.12 mm and 0.52 mm for robot calibration. The target registration error for image calibration was 0.23 mm, and 0.68 mm for robot calibration. Evaluation of the complete system showed that needles can be used to target positions in agar phantoms with a mean error of 0.79 mm+/-0.32 mm.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».