关键解剖保留与地形增强导航系统（CAPTAiN）： laminectomy 手术教育的应用
机器人学
2025-07-29 v2
摘要
手术训练在现代医学中仍是重要的里程碑，诸如 laminectomy 等程序都体现了高风险。laminectomy 钻探需要精确的手动控制，以磨粗组织的同时保留脊髓段完整性，避免脊髓包膜（脊髓周围的保护膜）受到穿刺。尽管发生意外撕裂的病例可达 11.3%，但目前尚无辅助工具用于降低此风险。患者解剖的差异性进一步使初学者手术学习更具挑战性。本研究引入了关键解剖保留与地形增强导航系统（CAPTAiN），其提供分层、颜色编码的体素指导，以增强手术钻探期间的解剖 awareness。CAPTAiN 采用标准非导航方法进行评估，11 名骨科住院医师和医学生完成了 110 例虚拟 laminectomy。CAPTAiN 在实现目标解剖的手术完成率（87.99% vs. 74.42%）方面显著提升，并在多个 NASA-TLX 领域中降低了认知负荷。它还缩小了经验水平之间的绩效差距，使初学者能够与高级学员持平。这一发现凸显了 CAPTAiN 在优化手术执行和支持跨经验水平技能发展方面的潜力。除了 laminectomy 外，其还展示了在神经外科、耳鼻喉科及其他医学领域的广泛应用潜力。
关键词
引用
@article{arxiv.2506.20496,
title = {Critical Anatomy-Preserving & Terrain-Augmenting Navigation (CAPTAiN): Application to Laminectomy Surgical Education},
author = {Jonathan Wang and Hisashi Ishida and David Usevitch and Kesavan Venkatesh and Yi Wang and Mehran Armand and Rachel Bronheim and Amit Jain and Adnan Munawar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.20496},
year = {2025}
}