論文の概要: Eversion-based robots can enable safe access,steering and endoscopic imaging within the spinal subarachnoid space
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.19274v1
- Date: Tue, 21 Jul 2026 16:46:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-22 19:05:05.492619
- Title: Eversion-based robots can enable safe access,steering and endoscopic imaging within the spinal subarachnoid space
- Title（参考訳）: Eversionをベースとしたロボットは、脊髄くも膜下腔内の安全なアクセス、ステアリング、内視鏡的イメージングを可能にする
- Abstract要約: 2mm長径の伸縮成長型ロボットプラットフォームを作製し,ヒト脊柱管腔内における摩擦の最小化とステアリングを実現した。
ロボットは、極小の内視鏡を内蔵し、リアルタイムで内皮内を可視化し、圧力駆動型先端エバーションにより前進させる。
患者は無傷で150mmの経皮的拡張を達成し, 同時に鏡視下, 内視鏡視下手術を施行した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.4000506819669845
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Safe navigation within the spinal subarachnoid space is constrained by its narrow, compliant, and delicate anatomy. Conventional catheters and continuum robots rely on proximal pushing, generating friction and shear along the tissue device interface that limit distal controllability and increase the risk of neural injury. Here, we present a 2 mm diameter eversion-growing robotic platform that enables friction minimised extension and steering within the human spinal subarachnoid space, validated through computational modelling, phantom experiments, and intact human cadaver studies. The robot integrates a miniature endoscope for real time intrathecal visualisation and advances by pressure driven tip eversion, localising motion to the distal tip while minimising translational sliding of the deployed body. Phantom experiments demonstrated reductions of 65.2% in mean interaction force and 48.0% in peak interaction force compared with matched push-based insertion. Physics based modelling showed that eversion based growth redistributed tissue loading, reducing local stress concentrations and interfacial shear relative to conventional insertion. In an intact human cadaver, the system achieved 150 mm of controlled intrathecal extension with concurrent fluoroscopic and endoscopic visualisation, providing access across multiple vertebral levels from a standard lumbar entry point. Postprocedural laminectomy and durotomy revealed no observable macroscopic disruption of the dura mater or surrounding neural structures. These results provide the first mechanically characterised and multimodally validated demonstration of eversion-based robotic navigation in intact human spinal anatomy, establishing a quantitative and procedural foundation for future intrathecal interventions. Further validation in larger anatomical cohorts and under physiological conditions will be required before clinical translation.
- Abstract（参考訳）: 脊柱管下腔内の安全なナビゲーションは、狭く、適合し、微妙な解剖によって制限される。
従来のカテーテルと連続ロボットは、遠位制御性を制限し、神経損傷のリスクを増大させる組織デバイスインターフェースに沿って、近位プッシュ、摩擦、せん断を発生させる。
そこで本研究では, 人間の脊柱管腔内における摩擦の最小化とステアリングを可能とし, 計算モデル, ファントム実験, および無傷人間の死体実験により検証した, 2mm径の伸縮成長型ロボットプラットフォームを提案する。
ロボットは、体内のリアルタイムな可視化のための小型内視鏡を統合し、圧力駆動型先端エバーションにより前進し、デプロイされた体の翻訳スライディングを最小化しつつ、遠位部への動きを局在させる。
ファントム実験では、平均相互作用力は65.2%、ピーク相互作用力は48.0%の減少を示した。
物理モデルにより,エバーションによる組織再分散,局所応力集中の低減,および従来の挿入に対する界面せん断の抑制が示された。
経皮的内視鏡的および内視鏡的視認を併用し,150mmの経皮的拡張を達成し,標準の腰部エントリーポイントから複数の椎体レベルに到達した。
術後腹腔鏡下十二指腸切除術を施行した。
これらの結果は、無傷ヒト脊髄解剖学におけるエバーションに基づくロボットナビゲーションの機械的特徴とマルチモーダルな実証を初めて提供し、将来の術中介入のための定量的かつ手続き的な基礎を確立した。
臨床翻訳の前には、より大きな解剖学的コホートと生理的条件下でのさらなる検証が必要である。
関連論文リスト
- Modular Robotic Catheters for Endovascular Aneurysm Repair [55.52876285801259]
血管内動脈瘤の修復は、外科医がカテーテルとガイドワイヤーを腹部大動脈の様々な枝にナビゲートする必要がある。
これまでの臨床研究は、外科医が標準的な商用機器を使用して血管へのアクセスに苦慮し続けていることを示唆している。
この問題を解決するための2つのコントリビューションを提示する: 1) デキスタリティを高めるために4自由度からなる2-セグメントステアブルカテーテル。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-07-28T14:53:03Z) - A Compact Top-Loading Robot for Endovascular Interventions: Design, Control and Evaluation [10.95060747006468]
ロボットによる血管内介入は、放射線曝露を減らし、外科医のエルゴノミクスを改善し、遠隔手術を可能にし、手続きの精度を高める可能性がある。
既存のシステムでは、患者側の設定が制限され、柔軟性が制限され、複雑な機器交換が臨床ワークフローの統合を妨げるため、手続き的カバレッジが制限されることが多い。
本研究は,標準的な血管内器具の連続的翻訳・回転操作を可能にする,血管内介入のための小型ロボットシステムを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-07-13T16:35:14Z) - Fluoroscopy-Constrained Magnetic Robot Control via Zernike-Based Field Modeling and Nonlinear MPC [4.093982213892736]
磁気アクチュエータにより、手術ロボットは複雑な解剖経路をナビゲートし、組織外傷を軽減し、手術精度を向上させることができる。
本稿では,非線形モデル予測制御フレームワークを組み合わせることで,そのような条件下での高精度かつ安定な制御フレームワークを提案する。
硬膜外空間における薬物伝達を再現する3Dプリント流体作業空間と脊椎ファントムの2つの磁気ロボットを用いて実験的に検証を行った。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-02-17T04:50:18Z) - Moving Beyond Compliance in Soft-Robotic Catheters Through Modularity for Precision Therapies [0.0]
柔らかいロボット機器は、硬い道具よりも繊細で丈夫な解剖学を安全にナビゲートできる。
センシングモジュールや治療モジュールはほとんどなく、コンパクトで頑丈で、光内手術中に微妙な生理的手がかりを計測し、反応するのに十分な適応性がある。
安全な内膜ナビゲーションに必要なコンプライアンスを維持しつつ, センサ, アクティベーション, セラピーを統合した直径1.47mmのモジュール型ソフトロボットカテーテルを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-01-21T10:11:59Z) - Helical Tendon-Driven Continuum Robot with Programmable Follow-the-Leader Operation [0.11242503819703255]
ExoNavは、腹側と外側の硬膜外空間への正確なナビゲーションを容易にするために設計された、ステアブルなロボットツールである。
アクティベーション時のExoNavのヘリカル形状に基づいて、フォロー・ザ・リード(FTL)動作を行うことができる。
提案したシミュレーションは、所望のFTL経路に従うために最適な腱張力を計算する能力を有する。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-01-19T16:03:56Z) - Reinforcement Learning for Follow-the-Leader Robotic Endoscopic Navigation via Synthetic Data [21.611096590329343]
本稿では,内視鏡本体と腸管壁との接触を最小限に抑えるために,フレキシブルな連続構造に基づく内視鏡ロボットについて述べる。
単眼深度推定による視覚に基づく深部強化学習フレームワークを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-01-06T08:15:53Z) - Intraoperative Registration by Cross-Modal Inverse Neural Rendering [61.687068931599846]
クロスモーダル逆ニューラルレンダリングによる神経外科手術における術中3D/2Dレジストレーションのための新しいアプローチを提案する。
本手法では,暗黙の神経表現を2つの構成要素に分離し,術前および術中における解剖学的構造について検討した。
臨床症例の振り返りデータを用いて本法の有効性を検証し,現在の登録基準を満たした状態での最先端の検査成績を示した。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-09-18T13:40:59Z) - EyeLS: Shadow-Guided Instrument Landing System for Intraocular Target
Approaching in Robotic Eye Surgery [51.05595735405451]
ロボット眼科手術(Robotic Ophthalmic surgery)は、網膜下注入における網膜侵入や網膜剥離における浮動組織の除去など、高精度な介入を促進する新しい技術である。
現在の画像に基づく手法では、針先端の軌跡を網膜と浮動標的の両方に向けて効果的に推定することはできない。
本研究では,ターゲットの影位置と楽器先端を用いて相対的な深度位置を推定する。
手術シミュレータでは, 平均深度0.0127mm, 平均深度0.3473mm, 平均深度0.0127mm, 平均深度0.3473mmを目標とした。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-15T09:11:37Z) - AiAReSeg: Catheter Detection and Segmentation in Interventional
Ultrasound using Transformers [75.20925220246689]
血管内手術は、電離放射線を用いてカテーテルと血管を可視化するFluoroscopyの黄金標準を用いて行われる。
本研究では、最先端機械学習トランスフォーマアーキテクチャを応用して、軸干渉超音波画像シーケンス中のカテーテルを検出し、セグメント化する手法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-25T19:34:12Z) - fMRI from EEG is only Deep Learning away: the use of interpretable DL to
unravel EEG-fMRI relationships [68.8204255655161]
多チャンネル脳波データからいくつかの皮質下領域の活性を回復するための解釈可能な領域基底解を提案する。
我々は,皮質下核の血行動態信号の頭皮脳波予測の空間的・時間的パターンを復元する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-23T15:11:37Z) - Towards Autonomous Atlas-based Ultrasound Acquisitions in Presence of
Articulated Motion [48.52403516006036]
本稿では、自律型ロボットUS手足のスキャンを可能にする視覚ベースのアプローチを提案する。
この目的のために、アノテートされた血管構造を有するヒト腕のアトラスMRIテンプレートを使用して、軌跡を生成する。
いずれの場合も、このシステムはボランティアの手足で計画された血管構造を取得することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-10T15:39:20Z) - Microvascular Dynamics from 4D Microscopy Using Temporal Segmentation [81.30750944868142]
経時的に脳血流量の変化を追跡でき, ピアル表面に向かって伝播する自発性動脈拡張を同定できる。
この新たなイメージング機能は、機能的磁気共鳴イメージング(fMRI)を基盤とした血行動態応答関数を特徴付けるための有望なステップである。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-14T22:55:03Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。