权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

Mechatronically guided micro navigation for soft tissue needle insertion

用于软组织针插入的机电引导微导航

基本信息

批准号：
240636000
负责人：
Professor Dr. Gereon Hüttmann
金额：
--
依托单位：
Institut für Medizintechnische Systeme (E1)
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2014
资助国家：
德国
起止时间：
2013-12-31 至 2021-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/240636000?language=en
关键词：
Mechatronically guided micro navigation soft

项目摘要

The insertion of needles represents an interesting alternative for minimally invasive and focusses diagnosis and therapy in soft tissues, e.g., including biopsies or brachytherapy. However, needle insertion often causes substantial soft tissue deformation, which can result in a misplacement of the needle relative to the tissue. In a first project phase, we realized a mechatronic setup to prove feasibility of high resolution optical navigation from within the needle. Using fiber optic components integrated into the needle, we obtain high resolution optical coherence tomography images of the tissue surrounding the needle. Particularly, it is possible to detect even small deformations of the tissue and to estimate the relative motion between needle and tissue. In a second project phase the resulting tissue model will be extended to include elastic tissue properties and even higher resolution spatial information. One objective is to estimate the information needed to model and predict the needle-tissue interaction from within the needle. In combination with the mechatronic needle driving, this will form the basis for a precise control of the needle motion accounting for tissue deformation. Another aspect regards the possible differentiation of different tissues. For example, the elastic tissue properties are also related to the type of tissue, e.g., tumor tissue is often less elastic. To also consider structural differences in the tissue, we will first integrate optical coherence microscopy into a needle probe. A longer term objective is using the morphological and mechanic tissue model for localization and treatment planning.

针的插入代表了用于微创的令人感兴趣的替代方案，并且将诊断和治疗集中在软组织中，例如，包括活组织检查或近距离放射治疗。然而，针插入通常会引起实质性的软组织变形，这可能导致针相对于组织的错位。在第一个项目阶段，我们实现了机电一体化设置，以证明从针内进行高分辨率光学导航的可行性。使用集成到针中的光纤组件，我们获得针周围组织的高分辨率光学相干断层扫描图像。特别地，可以检测组织的甚至很小的变形并且估计针和组织之间的相对运动。在第二个项目阶段，所得到的组织模型将被扩展到包括弹性组织特性和甚至更高分辨率的空间信息。一个目标是估计建模和预测针内针与组织相互作用所需的信息。与机电针驱动相结合，这将形成考虑组织变形的针运动的精确控制的基础。另一个方面涉及不同组织的可能分化。例如，弹性组织特性还与组织类型有关，例如，肿瘤组织通常弹性较小。为了考虑组织中的结构差异，我们将首先将光学相干显微镜集成到针探针中。长期目标是使用形态学和力学组织模型进行定位和治疗计划。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

High-speed fiber scanning endoscope for volumetric multi-megahertz optical coherence tomography.

用于体积多兆赫光学相干断层扫描的高速光纤扫描内窥镜

DOI：
10.1364/ol.43.004386
发表时间：
2018
期刊：
Optics letters
影响因子：
3.6
作者：
Schulz-Hildebrandt H;Pfeiffer T;Eixmann T;Lohmann S;Ahrens M;Rehra J;Draxinger W;König P;Huber R;Hüttmann G
通讯作者：
Hüttmann G

Voice coil based endomicroscopic optical coherence tomography probe for in vivo mucosa examination

用于体内粘膜检查的基于音圈的显微光学相干断层扫描探头

DOI：
10.1117/12.2578787
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ahrens M;Idel C;König P;Hüttmann G;Schulz-Hildebrandt H
通讯作者：
Schulz-Hildebrandt H

In-vivo markerless motion detection from volumetric optical coherence tomography data using CNNs

使用 CNN 根据体积光学相干断层扫描数据进行体内无标记运动检测

DOI：
10.1117/12.2581023
发表时间：
2021
期刊：
Medical Imaging 2021: Image-Guided Procedures, Robotic Interventions, and Modeling
影响因子：
0
作者：
Sprenger J;Neidhardt M;Schlüter M;Latus S;Gosau T;Kemmling J;Feldhaus S;Schumacher U;Schlaefer A
通讯作者：
Schlaefer A

Force estimation from 4D OCT data in a human tumor xenograft mouse model

根据人类肿瘤异种移植小鼠模型中的 4D OCT 数据进行力估计

DOI：
10.1515/cdbme-2020-0022
发表时间：
2020
期刊：
Current Directions in Biomedical Engineering
影响因子：
0
作者：
Neidhardt M;Gessert N;Gosau T;Kemmling J;Feldhaus S;Schumacher U;Schlaefer A
通讯作者：
Schlaefer A

Spatio-temporal deep learning models for tip force estimation during needle insertion