CIGuide：原位增强现实激光引导

摘要： 目的：本文介绍了一种用于颅底手术的混合光磁追踪机器人术中激光导航系统。该系统为侧颅底显微手术提供原位增强现实导航，在无需显示器及专用指示工具的情况下，显著降低外科医生的认知负荷与工作强度。 方法：开发了三个核心组件：配准工具（Rhinospider）、混合磁光追踪机器人反馈控制系统及改进型机器人末端执行器。Rhinospider通过磁追踪排除人工标记点定位误差，优化患者解剖数据与术前CT数据的配准；混合控制器采用集成显微镜高清摄像头进行机器人控制，通过双板装置上的引导光束避免磁场畸变；对iSYS医疗机器人公司的穿刺平台进行改造，使其能在兼容显微手术的术野中高精度定位激光束。 结果：在体模多个靶点进行定量评估，系统精度达1.2±0.5毫米，误差主要源于磁追踪。该应用精度适用于大多数侧颅底手术。在解剖头标本乳突切除术中定量评估显示，外科医生认为该系统具有实用价值。 结论：本研究提出具有直接视觉反馈的混合机器人激光导航系统，用于导航钻孔及术中结构定位。该系统在患者解剖结构上/内提供视觉提示，克服了增强现实可视化中深度感知等常规局限。专为iSYS机器人定制的末端执行器与手术显微镜完全兼容且不影响磁追踪功能。尸体实验证实导航精度可靠且执行器无干扰性，该激光导航有望帮助外科医生在复杂手术中确定最佳乳突切除路径。