A Patient-Specific Framework for Autonomous Spinal Fixation via a Steerable Drilling Robot

要約

この論文では、骨粗鬆症患者における低侵襲性の脊椎固定処置を強化することを目的として、独自の同心円状チューブの操縦可能なドリリングを使用して自律的かつ患者固有の処置を実行するための、これまでに類のない画像誘導ロボットフレームワークを提案します。
ロボット（CT-SDR）。
特に、CT-SDR を活用して、患者の CT スキャンで計画された術前軌道に基づいた J 字型ドリリングの概念を導入し、その後、この軌道をリアルタイムで安全に実行するための適切なキャリブレーション、登録、およびナビゲーション手順を実行します。
当社独自のロボットセットアップを使用しています。
私たちのフレームワークのパフォーマンスを徹底的に評価するために、実際の患者の CT スキャンに基づいて設計された 2 つの異なる椎骨ファントムでいくつかの実験を実行しました。

要約(オリジナル)

In this paper, with the goal of enhancing the minimally invasive spinal fixation procedure in osteoporotic patients, we propose a first-of-its-kind image-guided robotic framework for performing an autonomous and patient-specific procedure using a unique concentric tube steerable drilling robot (CT-SDR). Particularly, leveraging a CT-SDR, we introduce the concept of J-shape drilling based on a pre-operative trajectory planned in CT scan of a patient followed by appropriate calibration, registration, and navigation steps to safely execute this trajectory in real-time using our unique robotic setup. To thoroughly evaluate the performance of our framework, we performed several experiments on two different vertebral phantoms designed based on CT scan of real patients.

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