多模态图像融合引导机器人辅助在犬前列腺穿刺活检中的实验研究

摘要

目的 评价多模态图像融合引导机器人辅助在前列腺穿刺活检中的价值。方法 选取12只2岁体质量在25～30 kg雄性比格犬作为研究对象，静脉诱导后，将比格犬放在一个软垫支架上，使用磁共振成像进行MRI扫描，重建并计算前列腺体积，同时建立两个拟穿刺肿瘤。依据穿刺方式分为MRI-TRUS机器人组（MRI-TRUS RO组）和传统MRI-TRUS组，机器人组完成MRI图像采集后，将超声探头安装在机器人系统上，机器人将超声探头插入比格犬直肠，经直肠探查前列腺，将采集的实时超声图像导入穿刺活检机器人辅助系统，与MRI图像进行配准融合，使两者图像的空间位置一致，然后进行6针系统穿刺活检；MRI-TRUS组行徒手操作。记录并比较两组前列腺、肿瘤大小、穿刺成功率、穿刺次数、定位误差和操作时间。结果 两组前列腺大小分别为机器人辅助穿刺活检组（11 031.62±98.36）mm³，传统MRI-TRUS组（10 896.35±96.73）mm³，差异无统计学意义（P >0.05）；肿瘤大小分别为机器人辅助穿刺活检组（59.38±8.91）mm³、（39.34±4.23）mm³，传统MRI-TRUS组（60.72±9.01）mm³、（36.77±5.03）mm³，差异无统计学意义（P>0.05）；机器人组均在首次成功实现前列腺穿刺，无需校正，徒手组则需要2～4次校正。图像融合引导机器人辅助引导穿刺活检的定位水平平移误差为（1.55±0.59）mm，垂直平移误差为（0.88±0.45）mm，穿刺次数为（8.18±1.16）次，穿刺时间为（15.79±3.92）min；传统MRI-TRUS穿刺活检术定位水平平移误差为（2.88±0.62）mm，垂直平移误差为（1.65±0.53）mm，穿刺次数为（14.56±1.33）次，穿刺时间为（23.56±4.39）min，差异均有统计学意义（P<0.05）。结论该机器人系统能够进行精确的图像融合引导前列腺活检。

关键词

多模态 / 图像融合 / 活检 / 机器人 / 前列腺

基金资助

内蒙古自治区自然科学基金项目(2020MS08128)