FRSR:机器人辅助微创手术中实时场景重建的框架
Ziyang Chen1, Aldo Marzullo2, Davide Alberti1
1Department of Electronics, Information and Bioengineering, Politecnico di Milano, Milan, 20133, Italy.
Computers in biology and medicine
|June 13, 2023
概括
本研究介绍了机器人手术的实时3D场景重建框架,通过准确的手术内数据提高了安全性. 该系统实现了高速度和精度,在外科应用的临床数据上得到了验证.
科学领域:
- 医疗机器人 医疗机器人
- 计算机视觉 计算机视觉
- 手术技术 手术技术
背景情况:
- 在机器人辅助手术中,包括增强现实在内的安全关键应用中,手术期间场景的3D重建至关重要.
- 现有系统需要精确的位置信息,以提高手术指导和安全性.
研究的目的:
- 为实时3D场景重建,整合到手术机器人系统中提出和评估一种新的框架.
- 通过准确的手术内3D信息,提高机器人手术的安全性和能力.
主要方法:
- 开发一个轻量级的编码器-解码器网络,用于实时差异估计.
- 整合框架与达芬奇研究套件 (dVRK) 立体内镜.
- 使用公共,实验室和临床数据集进行验证.
主要成果:
- 实时3D手术场景重建在25 FPS.
- 高精度的平均绝对误差 (MAE) 为2.69 ± 1.48毫米,根平均平方误差 (RMSE) 为5.47 ± 1.34毫米,结构随机误差 (SRE) 为0.41 ± 0.23.
- 在瘤医院的临床数据上成功验证.
结论:
- 拟议的框架可靠地重建高精度和速度的手术内3D场景.
- 该系统显示了提高机器人手术安全性的巨大潜力.
- 发布的临床数据集将促进医学图像重建的进一步研究.
