无传感器远心运动不对中估计
机器人学
2025-09-23 v2 图像与视频处理
摘要
腹腔镜手术将器械运动限制在患者切口处的固定支点周围，以最小化组织创伤。手术机器人通过基于硬件或软件的远心运动 (RCM) 约束来实现这一点。然而，由于手动套管放置、患者运动和组织变形，精确的 RCM 对中很困难。机器人 RCM 点与患者切口处之间的不对中可能在切口处产生不安全的力。本文提出了一种基于无传感器力估计的框架，用于动态评估和优化机器人手术中的 RCM 不对中。我们的实验表明，超过 20 mm 的不对中会产生足够大的力，可能损伤组织，强调了精确 RCM 定位的必要性。对于 20 mm 的不对中，我们的优化算法估计 RCM 偏移的绝对误差在 5 mm 以内。精确的 RCM 不对中估计是迈向自动 RCM 不对中补偿的一步，可提高安全性并减少机器人辅助腹腔镜手术中的组织损伤。
引用
@article{arxiv.2503.13011,
title = {Sensorless Remote Center of Motion Misalignment Estimation},
author = {Hao Yang and Lidia Al-Zogbi and Ahmet Yildiz and Nabil Simaan and Jie Ying Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.13011},
year = {2025}
}