基于图像血流检测的自主机器人吸引术清除手术视野以实现止血

自主机器人手术在过去十年中取得了显著进展，旨在减轻外科医生疲劳、提高手术一致性，并或许有朝一日完全接管手术。然而，自动化尚未应用于控制组织和血管出血这一关键手术任务——即止血。止血任务涵盖多种出血源以及一系列血流速度、轨迹和血量。在极端情况下，未受控制的血管会使流动血液充满手术视野。在本工作中，我们提出了首个用于止血的自动化解决方案，通过开发一种新颖的概率性血流检测算法和一种轨迹生成技术，引导自主吸引工具朝向积聚的血液。该血流检测算法在模拟场景和涉及甲状腺切除术中发生的出血的真实创伤场景中均进行了测试。完整解决方案在物理实验室环境中使用达芬奇研究套件（dVRK）和用于血液流动的模拟手术腔进行了测试。结果表明，我们的自动化解决方案具有准确的检测、快速的反应时间以及有效的流动血液清除能力。因此，所提出的方法是清除手术视野的有力工具，其后可由外科医生或未来的机器人自动化发展来闭合血管破裂。