要約
前立腺癌の診断は、標準的な生検における不正確な針位置のために、しばしば困難に遭遇し続ける。針先予測の不正確さを補正するためにいくつかの制御戦略が開発されているが、互いに比較されたものはなく、臨床現場で安全かつ普遍的に適用できるかどうかは不明である。本論文では、力学に基づくアプローチとデータ駆動型アプローチから導き出された2つの分離レートコントローラの性能を、テンプレートによる針形状操作を用いたベベルチップ針制御について比較する。モデルパラメータの不確実性の下での12芯生検手技のシミュレーションにおいて、モデルパラメータの推定に不確実性がある場合でも、最終的な目標形状のみが提示された場合には、力学に基づく制御器の方がより望ましい目標に到達できること、また、どちらの制御器を針形状操作に用いても、実現可能な針経路を提供することが、安全な手術結果を保証する上で極めて重要であることを示す。
要約(オリジナル)
Prostate cancer diagnosis continues to encounter challenges, often due to imprecise needle placement in standard biopsies. Several control strategies have been developed to compensate for needle tip prediction inaccuracies, however none were compared against each other, and it is unclear whether any of them can be safely and universally applied in clinical settings. This paper compares the performance of two resolved-rate controllers, derived from a mechanics-based and a data-driven approach, for bevel-tip needle control using needle shape manipulation through a template. We demonstrate for a simulated 12-core biopsy procedure under model parameter uncertainty that the mechanics-based controller can better reach desired targets when only the final goal configuration is presented even with uncertainty on model parameters estimation, and that providing a feasible needle path is crucial in ensuring safe surgical outcomes when either controller is used for needle shape manipulation.
arxiv情報
| 著者 | Yanzhou Wang,Lidia Al-Zogbi,Jiawei Liu,Lauren Shepard,Ahmed Ghazi,Junichi Tokuda,Simon Leonard,Axel Krieger,Iulian Iordachita |
| 発行日 | 2024-02-05 15:51:38+00:00 |
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