予測的デジタルツイン同期による遠隔手術の安全性向上：ロボット手術における遅延補償のフレームワーク

科学分野:

• ロボット工学
• 手術技術
• 医用画像処理

背景:

• マスター・スレーブ遅延は、ロボット支援遠隔手術における重大な課題です。
• 効果的な遅延軽減は、安全で正確な遠隔手術介入に不可欠です。

研究 の 目的:

• 遠隔手術における遅延を軽減するためのデジタルツインビジュアルアシスタンス（DTVA）システムの導入と評価。
• DTVAが空間精度、タスク完了時間、および術者のワークロードに与える影響の評価。

主な方法:

• パラメトリック3Dモデリングと仮想内視鏡表示を統合したDTVAシステムの開発。
• プログラム可能な遅延エミュレーションを備えた分散ロボットプラットフォームでの評価。
• 遠隔操作による根治的腎摘出術による臨床検証。

主要な成果:

• DTVAは空間精度を2mm以内の誤差で維持しました。
• ペグ移動完了時間は900msの遅延下で13.6%削減されました。
• 術者のワークロードは27.2%減少し、300msの遅延下で処置は成功しました。

結論:

• DTVAシステムは、ロボット支援遠隔手術における遅延の影響を効果的に軽減します。
• 予備的な臨床検証により、遠隔手術手順におけるDTVAの実現可能性と安全性が確認されました。