Abstract-För att förverkliga många av de potentiella fördelarna i samband med robotiskt assisterad minimalt invasiv kirurgi, roboten måste vara mer än en fjärrstyrd enhet. För närvarande, med hjälp av en kirurgisk robot kan vara utmanande, fatiguing, och tidskrävande. Att lära roboten att aktivt hjälpa kirurgiska uppgifter, såsom suturing, har potential att avsevärt förbättra både patientens synsätt och kirurgens effektivitet. Ett hinder för att slutföra kirurgiska suturer autonomt är svårigheten att spåra kirurgiska suturtrådar. Detta papper presenterar nya stereo bildbehandling algoritmer för detektion, initialisering, och spårning av en kirurgisk sutur tråd. En icke-uniform rationell Bspline (NURBS) kurva används för att modellera en tunn, deformerbar och dynamisk längdgänga. NURBS-modellen initieras och odlas från en enda vald punkt på tråden. NURBS-kurvan optimeras genom att minimera den bild som matchar energin mellan den projicerade stereon NURBS-bilden och den segmenterade trådbilden. Algoritmerna utvärderas med hjälp av suturtrådar, ett kalibrerat testmönster och en simulerad trådbild. Dessutom valideras noggrannheten hos de algoritmer som presenteras när de spårar en suturtråd som genomgår översättning, deformation och skenbara längdförändringar. All spårning sker i realtid. Not till utövare-Problemet med att spåra en kirurgisk sutur tråd togs upp i detta papper. Eftersom suturtråden är mycket deformerbar måste alla spårningsalgoritmer vara robusta mot skärningspunkter, ocklusioner, knutbindning och längdändringar. Den detektionsalgoritm som introduceras i detta papper kan särskilja olika trådar när de skär varandra. Den spårningsalgoritm som presenteras här visar att det är möjligt, med hjälp av polynomiska kurvor, att spåra en suturtråd när den deformerar, blir ocluded, ändrar längd, och även knyter en knut i Manuscript mottog februari 12, 2017; accepterade juli 5, 2017 Detta papper har kompletterande nedladdningsbara multimediamaterial tillgängliga på http://ieeexplore.ieee.org tillhandahålls av författarna. Det kompletterande materialet innehåller en video som visar den framgångsrika initiering och spårning av en kirurgisk suturtråd. Det första videosegmentet visar hur tråden initieras även när den överlappar en annan tråd. Medan båda trådarna är segmenterade, är det bara tråden av intresse som spåras. Det andra segmentet visar hur trådspårningen är robust mot byte av trådlängder samt åtdragning av en suturknut. Det tredje segmentet visar spårning av ett tryckt kalibreringsmönster. Det fjärde segmentet visar spårning av en simulerad suturtråd med en kirurgisk bakgrund under ocklusion. Det sista segmentet validerar att spårning av tråden möjliggör robotmanipulering. Detta fullbordas genom att man lyckas greppa och dra en kirurgisk suturtråd. Detta material är 8,16 MB i storlek. Färgversioner av en eller flera av siffrorna i detta dokument finns tillgängliga på http://ieeexplore.ieee.
Algoritmer som använder en stereobild för detektion, initiering och spårning av en suturtråd genom montering av en icke-uniform rationell B-spline (NURBS) kurva tillät realtidsspårning en suturtråd som genomgår översättningar och deformation REF.
Real-Time Visual Tracking of Dynamic Surgical Suture Threads
{'venue': 'IEEE Transactions on Automation Science and Engineering', 'journal': 'IEEE Transactions on Automation Science and Engineering', 'mag_field_of_study': ['Computer Science', 'Medicine']}