Evaluation of haptic virtual reality guidance in prostate targeted biopsy based on magnetic resonance elastography

Due to limitations of current prostate biopsy techniques, the developed application aims to improve precision, accuracy and efficienty guiding the user towards the detected tumors. Through MRE, mechanical properties of the tissue are acquired and a 3D map with stiffness distribution is consequently obtained. This technique provides an innovative diagnostic tool and targeting methodology, because cancerous areas are stiffer respect surrounding healthy tissues. The mentioned property allows the identification of the center of the tumors through clustering techniques. In the virtual reality (VR) environment, pre-surgical planning can be conducted through the visual and haptic feedbacks obtained interacting with the simulated prostate. Before the procedure, image registration is fundamental to match information from the different imaging techniques and also to create coherence with anatomical data. Finally, the surgeon is guided towards the identified targets, through the force feedback provided by the haptic device.

Date le limitazioni delle correnti procedure per biopsia alla prostata, l'applicazione sviluppata mira a migliorare la precisione, l'accuratezza e l'efficienza guidando l'utente verso i tumori identificati. Tramite elastografia, le proprietà meccaniche del tessuto sono acquisite e una mappa 3D con la distribuzione della rigidezza è conseguentemente ottenuta. Questa tecnica è uno strumento diagnostico e metodologia di targeting innovativa poiché le aree tumorali risultano essere più rigide rispetto il tessuto sano circostante. Tali proprietà permettono l'identificazione dei centri dei tumori tramite tecniche di clustering. Nell'ambiente virtuale, il planning pre-chirurgico può essere effettuato tramite riscontri sia visivi che aptici interagendo con la prostata simulata. Prima della procedura, la registrazione di immagini è fondamentale per creare coerenza anche con i dati anatomici. Infine, il chirurgo è guidato verso i target identificati tramite il feedback di forza dato dal dispositivo aptico.