眼科手术中遥操作手术机器人系统的工具控制模式

为微创手术设计的遥操作手术机器人系统的引入，使得通过手术控制台的专用输入设备能够模拟两种不同的控制模式：（1）内部控制模式，模拟在器械远端附近的操作，如同外科医生在患者体内握住器械尖端；（2）外部控制模式，模拟在器械近端附近的操作，如同外科医生在体外握住器械。本研究旨在比较外科医生在模拟玻璃体视网膜手术环境中，在这两种操作模式以及不同缩放因子下的表现。使用了眼内机器人介入手术系统（IRISS）的控制台，但手术机器人本身和人眼解剖结构是通过虚拟环境模拟的，该虚拟环境将眼内设置的显微镜视图投射到VR头显中。五位经验丰富的玻璃体视网膜外科医生和五位无手术经验的受试者使用该系统执行了玻璃体视网膜手术中常见的四项基本器械/组织任务：触碰并复位、抓取并放下、注射、环形追踪。结果表明，在多项任务和指标上，内部控制模式优于外部控制模式。较高的缩放因子通常表现更好，特别是在减少轨迹误差和组织损伤方面。这一改进表明，较大的缩放因子能够实现更精确的控制，使其成为精细操作的首选。然而，在所有条件下，完成时间并未一致减少，这表明外科医生需要根据手术要求平衡速度和精度。通过优化控制动力学和用户界面，机器人遥操作有潜力减少并发症、增强灵巧性，并使更多从业者能够进行高精度手术。