基于测量与势场的患者建模用于模型介导的远程超声
机器人学
2025-09-22 v1 人机交互
摘要
远程超声可以改善偏远社区的诊断医学影像获取。准确的力反馈对于使超声医师施加适当的探头接触力以优化超声图像质量至关重要。然而，通信中的大时间延迟使直接力反馈不切实际。先前的研究探讨了使用基于点云的模型介导遥操作和内部势场模型来估计接触力和力矩。我们在此基础上引入了一种方法，通过测量的位置和力来更新患者的内部势场模型，以实现更透明的模型介导远程超声。我们首先生成患者表面的点云模型，并以紧凑的数据结构将其传输给超声医师。该点云被转换为静态体素化体积，其中每个体素包含一个势场值。这些值根据体素化体积与超声探头点壳模型之间的重叠来决定力和力矩。我们通过结合空间拉普拉斯算子与测量力的凸二次函数来求解势场。该方法在志愿者患者（n=3）上进行了评估，通过计算渲染力的准确性来验证。结果表明，将测量力加入模型后，与仅使用拉普拉斯方程相比，力大小误差平均降低了 7.23 N，力向量角度误差平均降低了 9.37°。
引用
@article{arxiv.2509.15325,
title = {Measurement and Potential Field-Based Patient Modeling for Model-Mediated Tele-ultrasound},
author = {Ryan S. Yeung and David G. Black and Septimiu E. Salcudean},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.15325},
year = {2025}
}