Design and validation of an MR‐conditional robot for transcranial focused ultrasound surgery in infants
Notice bibliographique
Résumé
PURPOSE: Current treatment of intraventricular hemorrhage (IVH) involves cerebral shunt placement or an invasive brain surgery. Magnetic resonance-guided focused ultrasound (MRgFUS) applied to the brains of pediatric patients presents an opportunity to treat IVH in a noninvasive manner, termed "incision-less surgery." Current clinical and research focused ultrasound systems lack the capability to perform neonatal transcranial surgeries due to either range of motion or dexterity requirements. A novel robotic system is proposed to position a focused ultrasound transducer accurately above the head of a neonatal patient inside an MRI machine to deliver the therapy. METHODS: A clinical Philips Sonalleve MRgFUS system was expanded to perform transcranial treatment. A five degree-of-freedom MR-conditional robot was designed and manufactured using MR compatible materials. The robot electronics and control were integrated into existing Philips electronics and software interfaces. The user commands the position of the robot with a graphical user interface, and is presented with real-time MR imaging of the patient throughout the surgery. The robot is validated through a series of experiments that characterize accuracy, signal-to-noise ratio degeneration of an MR image as a result of the robot, MR imaging artifacts generated by the robot, and the robot's ability to operate in a representative surgical environment inside an MR machine. RESULTS: Experimental results show the robot responds reliably within an MR environment, has achieved 0.59 ± 0.25 mm accuracy, does not produce severe MR-imaging artifacts, has a workspace providing sufficient coverage of a neonatal brain, and can manipulate a 5 kg payload. A full system demonstration shows these characteristics apply in an application environment. CONCLUSIONS: This paper presents a comprehensive look at the process of designing and validating a new robot from concept to implementation for use in an MR environment. An MR conditional robot has been designed and manufactured to design specifications. The system has demonstrated its feasibility as a platform for MRgFUS interventions for neonatal patients. The success of the system in experimental trials suggests that it is ready to be used for validation of the transcranial intervention in animal studies.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,000 |
| 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 ».