SurgeMOD: 画像空間の組織運動を視覚ベースの手術力に変換する
SurgeMOD: Translating image-space tissue motions into vision-based surgical forces
手術動画から臓器の周期的な動きを周波数領域で解析し、画像空間の力学モデルを構築することで、力センサなしに接触力を推定する手法を提案。
著者: Mikel De Iturrate Reyzabal, Dionysios Malas, Shuai Wang, Sebastien Ourselin, Hongbin Liu
分類: cs.CV, cs.RO
原文アブストラクト
We present a new approach for vision-based force estimation in Minimally Invasive Robotic Surgery based on frequency domain basis of motion of organs derived directly from video. Using internal movements generated by natural processes like breathing or the cardiac cycle, we infer the image-space basis of the motion on the frequency domain. As we are working with this representation, we discretize the problem to a limited amount of low-frequencies to build an image-space mechanical model of the environment. We use this pre-built model to define our force estimation problem as a dynamic constraint problem. We demonstrate that this method can estimate point contact forces reliably for silicone phantom and ex-vivo experiments, matching real readings from a force sensor. In addition, we perform qualitative experiments in which we synthesize coherent force textures from surgical videos over a certain region of interest selected by the user. Our method demonstrates good results for both quantitative and qualitative analysis, providing a good starting point for a purely vision-based method for surgical force estimation.
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