OCTキャリブレーションと経路計画による自律マイクロ縫合ロボット
Toward Autonomous Robotic Micro-Suturing using Optical Coherence Tomography Calibration and Path Planning
光コヒーレンストモグラフィ(OCT)を画像フィードバックに用い、ロボットとOCT・針のキャリブレーションから創傷検出、経路計画まで自動化したマイクロ縫合システムを提案し、組織ファントムと動物組織で0.27mmの精度を達成した。
著者: Yuan Tian, Mark Draelos, Gao Tang, Ruobing Qian, Anthony Kuo, Joseph Izatt, Kris Hauser
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Robotic automation has the potential to assist human surgeons in performing suturing tasks in microsurgery, and in order to do so a robot must be able to guide a needle with sub-millimeter precision through soft tissue. This paper presents a robotic suturing system that uses 3D optical coherence tomography (OCT) system for imaging feedback. Calibration of the robot-OCT and robot-needle transforms, wound detection, keypoint identification, and path planning are all performed automatically. The calibration method handles pose uncertainty when the needle is grasped using a variant of iterative closest points. The path planner uses the identified wound shape to calculate needle entry and exit points to yield an evenly-matched wound shape after closure. Experiments on tissue phantoms and animal tissue demonstrate that the system can pass a suture needle through wounds with 0.27 mm overall accuracy in achieving the planned entry and exit points.
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