带有立体视觉的机器人软内镜用于上胃肠内镜下粘膜解剖 (ESD)

科学领域:

• 医疗机器人 医疗机器人
• 手术技术 手术技术
• 胃肠病学 胃肠病学

背景情况:

• 内镜下粘膜切割 (ESD) 需要高度的灵巧和精确的控制,以进行有效的瘤切除.
• 目前的内镜工具在可达性和机动性方面面临限制,特别是在复杂的病变中.
• 准确的3D可视化对于指导手术仪器和改善切除结果至关重要.

研究的目的:

• 为增强ESD手术引入一种新型的双段灵活机器人内镜.
• 为了提高内镜切除程序的可达性,灵巧性和精度.
• 整合3D瘤信息和先进的控制,以实现卓越的外科手术性能.

主要方法:

• 开发一种具有多角度切割能力的双段灵活机器人内镜.
• 整合了两个校准的RGB摄像头和用于3D瘤映射的深度估计算法.
• 实现立体视觉伺服控制器,用于精确的路径跟踪.
• 实体试验用于评估系统性能和稳定性.

主要成果:

• 机器人内镜表现出增强的可达性和灵巧性,用于多角度切割.
• 该系统为指导手术控制提供了详细的3D瘤信息.
• 立体视觉伺服控制器提高了运动稳定性和精度.
• 在循环路径下实现了1.1991mm的根平均平方误差 (RMSE).

结论:

• 新型双段灵活的机器人内镜显著提高了ESD手术的能力.
• 该系统的3D可视化和高级控制可以提高切割过程中的精度和稳定性.
• 活体外检结果表明,在内镜手术中具有很强的临床应用潜力.