开发和验证基于单眼视觉的协作机器人平台,用于口腔外科手术:一个体外研究
Jingyang Huang1, Jiahao Bao1, Zongcai Tan2
1Department of Oral and Craniomaxillofacial Surgery, Shanghai Ninth People's Hospital, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, College of Stomatology, National Center for Stomatology, National Clinical Research Center for Oral Diseases, Shanghai Key Laboratory of Stomatology, Shanghai Research Institute of Stomatology, Shanghai, 200011, China.
概括
这项研究为口腔手术机器人引入了一种新的单眼视觉系统,提高了精度和安全性. 开发的机器人平台在体外展示了高精度和有效的安全措施,为当前的双眼镜系统提供了一个有希望的替代方案.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 手术技术 手术技术
- 计算机视觉 计算机视觉
背景情况:
- 目前的光导航口腔手术机器人通常依赖双眼视觉,这面临着诸如隐形可见性和环境光干扰等局限性.
- 这些限制可能会影响手术程序的准确性和安全性.
研究的目的:
- 开发一种轻量级的机器人平台,用于使用单眼视觉进行口腔外科手术.
- 通过新型单眼光学定位系统 (MOPS) 提高口腔外科手术的精度和效率.
主要方法:
- 开发了一种半自主机器人平台,采用单眼光学定位系统 (MOPS).
- 进行了模拟牙植入程序的体外实验,以评估系统性能.
- 在微小的移动下进行奇点检测/避免,碰撞检测/处理和钻探精度的测试.
主要成果:
- MOPS 实现了 0.0906 ± 0.0762 mm 的位置误差和 0.0158 ± 0.0069 度的旋转误差.
- 机器人手术校准点的平均误差为0.42毫米 (最大0.57毫米).
- 该系统在模拟碰撞和移动场景中证明了有效的奇点回避和安全性.
结论:
- 单眼视觉系统 (MOPS) 满足了口腔外科手术的临床准确性要求.
- 这项技术为口腔手术机器人中的现有双眼系统提供了可行的替代方案.
- 需要进一步的研究,以促进单眼视觉口腔机器人的临床应用.
