基于单目内窥镜图像的外科手术机器人器械杆单次位姿估计

外科手术机器人被用于执行微创手术，并大幅减轻外科医生的负担。我们课题组开发了一种外科机器人，用于经鼻孔入路辅助切除颅底肿瘤。为避免伤及患者，采用了一种依赖器械杆精确位姿模型的碰撞避免算法。鉴于该模型参数会因器械间相互作用及其他扰动随时间改变，在线估计器械杆位姿至关重要。本工作中，我们提出一种利用单目内窥镜估计手术器械杆位姿的新方法。我们的方法基于自动标注训练数据集与改进的位姿估计深度学习架构。在初步实验中，我们表明该方法利用合成图像可超越当前最优的基于视觉的无标记点位姿估计技术（位置估计误差降低 55%，俯仰角降低 64%，偏航角降低 69%）。