超声波探针的自主控制用于手术内超声波,使用基于视觉的形状感应,用于气动附着的柔性轨道

科学领域:

• 机器人技术 机器人技术 机器人技术
• 医疗成像医学成像
• 手术技术 手术技术

背景情况:

• 在微创手术中,手术内超声波对于可视化结构和边缘至关重要.
• 目前的超声波程序需要高的外科医生技能,增加认知负载.
• 自动化超声波任务可以提高外科医生的效率和患者的结果.

研究的目的:

• 开发和评估基于视觉的形状感应框架,用于机器人手术中的自主超声波扫描.
• 为了评估形状感应系统在复制曲线方面的准确性.
• 为了将机器人获得的超声波图像的质量与人类外科医生获得的质量进行比较.

主要方法:

• 利用颜色依赖的图像细分来基于视觉感知灵活轨道的形状.
• 评估了模仿人类脏解剖学的曲线上的形状感知框架.
• 集成形状感应与协作机器人臂,用于自主超声波探针路径规划.
• 在一个脏幻影上进行了自主和自由手超声波扫描.

主要成果:

• 基于视觉的形状传感实现了与地面真相相比0.85毫米的根平均平方误差 (RMSE).
• 临床评估显示,机器人获得的超声波图像比人类获得的图像 ("3-好") 得分更高 ("4-非常好").
• 机器人获得的图像在清晰度,清晰度和对比度方面被独立的临床医生评为优越.

结论:

• 通过视觉型形状传感成功提出了使用视觉型形状传感的自主手术内超声波扫描框架.
• 临床医生验证的结果表明,机器人获得的超声波图像超过了人类获得的图像.
• 未来的工作旨在将这个框架与像达芬奇系统这样的手术机器人集成在一起.