In pathology and legal medicine, the histopathological and microbiological analysis of tissue samples from infected deceased is a valuable information for developing treatment strategies during a pandemic such as COVID-19. However, a conventional autopsy carries the risk of disease transmission and may be rejected by relatives. We propose minimally invasive biopsy with robot assistance under CT guidance to minimize the risk of disease transmission during tissue sampling and to improve accuracy. A flexible robotic system for biopsy sampling is presented, which is applied to human corpses placed inside protective body bags. An automatic planning and decision system estimates optimal insertion point. Heat maps projected onto the segmented skin visualize the distance and angle of insertions and estimate the minimum cost of a puncture while avoiding bone collisions. Further, we test multiple insertion paths concerning feasibility and collisions. A custom end effector is designed for inserting needles and extracting tissue samples under robotic guidance. Our robotic post-mortem biopsy (RPMB) system is evaluated in a study during the COVID-19 pandemic on 20 corpses and 10 tissue targets, 5 of them being infected with SARS-CoV-2. The mean planning time including robot path planning is (5.72+-1.67) s. Mean needle placement accuracy is (7.19+-4.22) mm.


翻译:在病理学和法律医学方面,对受感染的死者的组织样本进行组织病理学和微生物分析,是制定CCOVID-19等流行病期间治疗战略的宝贵信息。然而,常规尸检带有疾病传播的风险,可能会遭到亲属拒绝。我们提议在CT的指导下,由机器人协助进行最低限度的侵入性生物检查,以尽量减少组织取样期间疾病传播的风险,并提高准确性。提出一个灵活的活体采样机器人系统,适用于放置在保护性身体袋内的人体尸体。自动规划和决定系统估计最佳插入点。在分解皮肤上投射热图,显示插入的距离和角度,估计穿刺的最低成本,同时避免骨碰撞。此外,我们测试关于可行性和碰撞的多条插入路径。我们设计了一个定制终端效应,用于在机器人指导下插入针头和提取组织样本。在COVID-19大流行期间,对20具尸体和10个组织目标的人体进行人工验尸(RPMMB)系统进行了评估,其中5个被SAS-COV-2感染。平均规划时间包括机器人路径(572+22)的准确性。(727++)

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