颞骨手术中非线性入路路径的规划
机器人学
2018-02-22 v1
摘要
目的：耳基(otobasis)处的干预操作在颞骨的狭窄区域进行，其中若干高度敏感器官构成障碍物，留给手术器械的间隙极小。相较于现有线性方法，潜在微创干预的非线性轨迹可提供至风险结构更大的距离并优化手术器械朝向，从而改善临床结果。本文提出针对此类非线性入路路径的快速精确规划方法。方法：我们在 SE(3) = R3 x SO(3) 中定义一个具有显著计算时间与目标位姿约束的运动规划问题，以反映颞骨手术的要求。随后提出 k-RRT-Connect：两种基于双向快速扩展随机树（RRT）的适用运动规划器以高效求解该问题。结果：k-RRT-Connect 的优势在患者真实 CT 数据上得到展示，其总体性能在大量逼真合成解剖结构上得以验证。我们还表明，当应用于该特定问题时，这些新算法优于基于圆弧或 Bezier 样条的现有最优方法。结论：通过本工作我们证明，对于耳基处的微创手术，非线性入路路径的术前与术中规划是可行的。
引用
@article{arxiv.1802.07546,
title = {Planning Nonlinear Access Paths for Temporal Bone Surgery},
author = {Johannes Fauser and Georgios Sakas and Anirban Mukhopadhyay},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.07546},
year = {2018}
}
备注
To be published in International Journal on Computer Assisted Radiology and Surgery (IJCARS), Spl. Issue IPCAI 2018