基于机器人辅助微创胸部手术中手术内3D图像反的动态虚拟固定装置生成

科学领域:

• 医疗机器人 医疗机器人
• 人与机器人的交互
• 手术技术 手术技术

背景情况:

• 在动态的外科环境中无共享控制是医疗机器人技术的一个重大挑战.
• 现有的协作控制和规划方法很难适应外科领域的复杂性.

研究的目的:

• 提出一种创新的方法,用于生成具有实时3D图像反的动态虚拟具.
• 加强医疗机器人领域的人机协作,特别是用于诸如托拉卡放置等任务.

主要方法:

• 动态生成虚拟固定装置使用从RGB-D摄像头点云数据中获得的力场.
• 使用"视图范围"概念来选择性地定义计算区域,优化处理负载.
• 应用了指导托拉卡放置机器人手臂用于手术端口操纵的方法.

主要成果:

• 在幻影实验中,港口位置错误 (p=1.06×10-2) 减少了50%.
• 实现了机器人辅助端口切口的完成时间减少35% (p=3.23×10-2).
• 显著提高了微创胸部手术中机器人辅助端口放置的精度.

结论:

• 拟议的动态虚拟固定装置方法在改善外科手术准确性和效率方面显示出显著的前景.
• 这种方法提供了一个可行的解决方案,用于加强复杂的外科手术过程中的人机协作.
• 实时3D反和优化计算有助于更有效的机器人辅助手术.