一种沿组织边界自动剥离的框架

机器人手术相比传统手术方法有望提供更高的精度和适应性，并且为实现手术操作的自动化提供了可能，从而减轻外科医生压力、改善手术结果并降低成本。胆囊切除术（即移除胆囊）因其胆囊与肝脏之间清晰且对比鲜明的解剖特征以及标准化的手术动作，成为自动化理想的模型手术。剥离是胆囊切除术中常用的子任务，外科医生通过钩状器械施加能量将胆囊从肝脏上分离。因此，沿组织边界剥离是手术自动化的良好候选。为使达芬奇手术机器人自动执行与外科医生相同的操作，它需要具备以下能力：（1）识别并区分两种不同的组织（如肝脏和胆囊）；（2）理解两种组织之间的边界在三维工作空间中的位置；（3）利用视觉反馈在三维空间中相对于边界定位器械尖端；（4）沿边界移动器械。本文提出了一种新颖的框架，通过 AI 辅助图像处理和基于视觉的机器人控制来解决这些挑战。我们还展示了在鸡肝和猪肝标本上对该自动化过程的离体评估，证明了所提框架的有效性。