A system with multimodality instrument for tissue identification includes a
computer-controlled motor driven heuristic probe with a multisensory tip.
For neurosurgical applications, the instrument is mounted on a
stereotactic frame for the probe to penetrate the brain in a precisely
controlled fashion. The resistance of the brain tissue being penetrated is
continually monitored by a miniaturized strain gauge attached to the probe
tip. Other modality sensors may be mounted near the probe tip to provide
real-time tissue characterizations and the ability to detect the proximity
of blood vessels, thus eliminating errors normally associated with
registration of pre-operative scans, tissue swelling, elastic tissue
deformation, human judgement, etc., and rendering surgical procedures
safer, more accurate, and efficient. A neural network program adaptively
learns the information on resistance and other characteristic features of
normal brain tissue during the surgery and provides near real-time
modeling. A fuzzy logic interface to the neural network program
incorporates expert medical knowledge in the learning process.
Identification of abnormal brain tissue is determined by the detection of
change and comparison with previously learned models of abnormal brain
tissues. The operation of the instrument is controlled through a user
friendly graphical interface. Patient data is presented in a 3D
stereographics display. Acoustic feedback of selected information may
optionally be provided. Upon detection of the close proximity to blood
vessels or abnormal brain tissue, the computer-controlled motor
immediately stops probe penetration. The use of this system will make
surgical procedures safer, more accurate, and more efficient. Other
applications of this system include the detection, prognosis and treatment
of breast cancer, prostate cancer, spinal diseases, and use in general
exploratory surgery.
Un sistema con lo strumento di multimodality per l'identificazione del tessuto include una sonda euristica guidata motore comandato da calcolatore con una punta multisensory. Per le applicazioni neurochirurgiche, lo strumento è montato su una struttura stereotactic affinchè la sonda penetri il cervello ad un modo precisamente controllato. La resistenza del tessuto del cervello che è penetrato è controllata continuamente da un estensimetro miniaturizzato fissato alla punta della sonda. Altri sensori di modalità possono essere montati vicino alla punta della sonda per fornire le descrizioni in tempo reale del tessuto e la capacità rilevare la prossimità dei vasi sanguigni, così eliminando gli errori connessi normalmente con il registro delle esplorazioni pre-attive, del gonfiamento del tessuto, della deformazione elastica del tessuto, del giudizio umano, ecc. e di rappresentazione delle procedure chirurgiche più sicuri, più esatto ed efficiente. Un programma della rete neurale impara con elasticità le informazioni su resistenza ed altre caratteristiche del tessuto normale del cervello durante l'ambulatorio e fornisce vicino alla modellistica in tempo reale. Un'interfaccia di logica incoerente al programma della rete neurale comprende la conoscenza medica esperta nell'apprendimento. L'identificazione del tessuto anormale del cervello è determinata tramite la rilevazione di cambiamento ed il confronto con i modelli precedentemente istruiti dei tessuti anormali del cervello. Il funzionamento dello strumento è controllato attraverso un'interfaccia grafica facile da usare. I dati pazienti sono presentati in un'esposizione di stereographics 3D. Le risposte acustiche delle informazioni selezionate possono facoltativamente essere fornite. Su rilevazione della prossimità vicina ai vasi sanguigni o al tessuto anormale del cervello, gli arresti comandati da calcolatore del motore immediatamente sondano la penetrazione. L'uso di questo sistema renderà le procedure chirurgiche più sicuri, più esatte e più efficienti. Altre applicazioni di questo sistema includono la rilevazione, la prognosi ed il trattamento del cancro di seno, del cancro della prostata, delle malattie spinali e dell'uso nell'ambulatorio esplorativo generale.
