一个基于Kalman的双仪器追踪器,以提高微手术工具跟踪的稳定性

科学领域:

• 在外科手术中使用机器人
• 手术导航系统 手术导航系统
• 医学图像分析 医学图像分析

背景情况:

• 微手术需要高精度和稳定性.
• 目前的光学显微镜系统缺乏自动仪器跟踪.
• 机器人手术系统为增强控制提供了潜力.

研究的目的:

• 开发和评估用于光学显微镜的综合手术机器人仪器追踪模块.
• 通过自动化的摄像机移动来增强外科医生的能力.
• 为了提高微手术程序的精度和可靠性.

主要方法:

• 实现了一个检测骨干与空间注意模块,以改善小物体检测.
• 利用数据关联技术,结合双仪器机器人知识,交叉与联盟 (IoU) 和卡尔曼过器,实现强大的仪器追踪.
• 使用多个对象跟踪精度 (MOTP) 和多个对象跟踪精度 (MOTA) 度量表来评估性能.

主要成果:

• 在手动注释的解手术视频上,平均MOTP达到了74±0.06%和MOTA达到了99±0.03%.
• 通过使用新型度量表,在视频中展示了有效的跟踪稳定.
• 在Symani®手术系统上验证了该系统,Symani®手术系统是一个专门的微手术机器人平台.

结论:

• 拟议的方法显著提高了微手术仪器跟踪的精度和可靠性.
• 整合注意力机制和定制的数据关联模块为自动化光学显微镜运动提供了基础.
• 这项技术有可能通过增强外科医生的能力来推进微手术实践.