MR-compatible modular tele-robotic system for MRI-guided neurosurgery
Notice bibliographique
Résumé
The basic premise of Magnetic Resonance Imaging (MRI)--guided neurosurgery is that the location of a surgical instrument can be shown on an image display monitor relative to a detailed depiction of the internal cranium. Precision and potential for tele-surgery are the prime motivations for applying robots in the MRI environments. Typically neurosurgeries are performed in open-bore MRI scanners. This results in the use of preoperative MRI images during the procedures. Use of closed-bore scanners would eliminate this concern; however there is no space for the neurosurgeon to perform operations. Therefore remote-control surgery would be the appropriate method to be used in closed-bore MRI-based surgery. In this dissertation the design and control paradigms of a novel modular tele-robotic system for closed-bore MRI-guided neurosurgery are presented. Candidate neurosurgical procedures enabled by this system would include thermal ablation, radiofrequency ablation, deep brain stimulators, and targeted drug delivery. A new infrastructure for MRI-guided intervention is also developed to address clinical requirements in a typical closed-bore MRI environment. The design paradigm is fundamentally based on a modular design configuration for the slave manipulator performing the required task inside MR scanner. Navigation and operating modules were designed to undertake the alignment and advancement of the surgical needle respectively. The control paradigm was developed based on two novel control methods including fiducials tracking and semi-autonomous motion. In the former, the surgeon could manipulate the needle inside the MRI scanner while relative position of the needle and the target are visualized on a display. In the latter, the needle is manipulated autonomously based on feedback from MR images to the controller. Two MR-compatible actuation systems that include ultrasonic motors and hydraulic/pneumatic cylinders were developed. A series of the experimental tests were conducted to evaluate MR-compatibility of an ultrasonic motor. The results show that the actuation of the motor only slightly deteriorated the MR image, and no image shift and significant degradation of signal-to-noise ratio was observed. This research provides a first complete surgical system for closed-bore MRI-based neurosurgery. The main contributions are the system MR-compatibility and the modular design and control paradigms.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 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 | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,007 | 0,003 |
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 ».