视网膜显微手术中的自主针导航：在离体猪眼中的评估
机器人学
2023-12-08 v1
摘要
视网膜显微手术的重要挑战包括手术时间延长、力反馈不足，以及因受限的俯视手术视野导致的深度感知差。机器人辅助技术的引入有可能应对此类挑战并提升外科医生的表现。受这些挑战的推动，本工作开发了一种用于视网膜显微手术中自主针导航的策略，旨在实现精确操作、缩短端到端手术时间并增强安全性。这通过实时几何估计与机会约束模型预测控制（MPC）来实现，在将巩膜力保持在安全水平的同时获得高定位精度。该机器人系统在开放眼和完整（摘除晶状体并部分切除玻璃体）离体猪眼中进行了验证。实验结果表明，安全控制轨迹的生成对与头部漂移相关的小幅运动具有鲁棒性。MPC 导航实验的平均导航时间和巩膜力分别为 7.208 s 和 11.97 mN，可视为高效且远在可接受的安全限度内。视网膜横向方向上的平均误差低于 0.06 mm，低于视网膜显微手术中典型的手部震颤幅度。
引用
@article{arxiv.2301.11839,
title = {Autonomous Needle Navigation in Retinal Microsurgery: Evaluation in ex vivo Porcine Eyes},
author = {Peiyao Zhang and Ji Woong Kim and Peter Gehlbach and Iulian Iordachita and Marin Kobilarov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.11839},
year = {2023}
}