• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

增强现实和触觉接口在机器人辅助手术中的应用。

Augmented reality and haptic interfaces for robot-assisted surgery.

机构信息

Department of Mechanical Engineering, Johns Hopkins University, Baltimore, MD, USA.

出版信息

Int J Med Robot. 2012 Mar;8(1):45-56. doi: 10.1002/rcs.421. Epub 2011 Nov 8.

DOI:10.1002/rcs.421
PMID:22069247
Abstract

BACKGROUND

Current teleoperated robot-assisted minimally invasive surgical systems do not take full advantage of the potential performance enhancements offered by various forms of haptic feedback to the surgeon. Direct and graphical haptic feedback systems can be integrated with vision and robot control systems in order to provide haptic feedback to improve safety and tissue mechanical property identification.

METHODS

An interoperable interface for teleoperated robot-assisted minimally invasive surgery was developed to provide haptic feedback and augmented visual feedback using three-dimensional (3D) graphical overlays. The software framework consists of control and command software, robot plug-ins, image processing plug-ins and 3D surface reconstructions.

RESULTS

The feasibility of the interface was demonstrated in two tasks performed with artificial tissue: palpation to detect hard lumps and surface tracing, using vision-based forbidden-region virtual fixtures to prevent the patient-side manipulator from entering unwanted regions of the workspace.

CONCLUSIONS

The interoperable interface enables fast development and successful implementation of effective haptic feedback methods in teleoperation.

摘要

背景

当前的远程操作机器人辅助微创手术系统并没有充分利用各种形式的触觉反馈为外科医生提供的潜在性能提升。直接和图形触觉反馈系统可以与视觉和机器人控制系统集成,以提供触觉反馈,从而提高安全性和组织力学特性识别。

方法

开发了一种用于远程操作机器人辅助微创手术的可互操作接口,以提供触觉反馈和使用三维(3D)图形覆盖的增强视觉反馈。软件框架由控制和命令软件、机器人插件、图像处理插件和 3D 曲面重建组成。

结果

该接口在使用人工组织进行的两项任务中的可行性得到了证明:触诊以检测硬块和表面追踪,使用基于视觉的禁止区域虚拟夹具防止患者侧操纵器进入工作空间的不希望进入的区域。

结论

可互操作的接口使快速开发和成功实施有效的触觉反馈方法在远程操作中成为可能。

相似文献

1
Augmented reality and haptic interfaces for robot-assisted surgery.增强现实和触觉接口在机器人辅助手术中的应用。
Int J Med Robot. 2012 Mar;8(1):45-56. doi: 10.1002/rcs.421. Epub 2011 Nov 8.
2
Providing haptic feedback in robot-assisted minimally invasive surgery: a direct optical force-sensing solution for haptic rendering of deformable bodies.在机器人辅助微创手术中提供触觉反馈:一种用于可变形物体触觉渲染的直接光学力传感解决方案。
Comput Aided Surg. 2013;18(5-6):129-41. doi: 10.3109/10929088.2013.839744.
3
Haptic feedback in OP:Sense - augmented reality in telemanipulated robotic surgery.《手术操作中的触觉反馈:远程操作机器人手术中的增强现实》
Stud Health Technol Inform. 2012;173:58-63.
4
Experimental evaluation of magnified haptic feedback for robot-assisted needle insertion and palpation.机器人辅助针插入和触诊的放大触觉反馈的实验评估。
Int J Med Robot. 2017 Dec;13(4). doi: 10.1002/rcs.1809. Epub 2017 Feb 20.
5
Using simulation to design control strategies for robotic no-scar surgery.利用模拟技术设计机器人无疤痕手术的控制策略。
Stud Health Technol Inform. 2013;184:117-21.
6
Input and output for surgical simulation: devices to measure tissue properties in vivo and a haptic interface for laparoscopy simulators.手术模拟的输入与输出:用于体内测量组织特性的设备以及腹腔镜模拟器的触觉接口。
Stud Health Technol Inform. 2000;70:236-42.
7
Optimization of a spherical mechanism for a minimally invasive surgical robot: theoretical and experimental approaches.用于微创外科手术机器人的球形机构优化:理论与实验方法
IEEE Trans Biomed Eng. 2006 Jul;53(7):1440-5. doi: 10.1109/TBME.2006.875716.
8
Development of a medical robot system for minimally invasive surgery.微创外科医疗机器人系统的研制。
Int J Med Robot. 2012 Mar;8(1):85-96. doi: 10.1002/rcs.440. Epub 2011 Oct 11.
9
A technical challenge for robot-assisted minimally invasive surgery: precision surgery on soft tissue.机器人辅助微创手术的一项技术挑战:软组织精准手术。
Int J Med Robot. 2005 Jan;1(2):48-52. doi: 10.1002/rcs.15.
10
From medical images to minimally invasive intervention: Computer assistance for robotic surgery.从医学图像到微创手术:机器人手术的计算机辅助。
Comput Med Imaging Graph. 2010 Jan;34(1):33-45. doi: 10.1016/j.compmedimag.2009.07.007. Epub 2009 Aug 20.

引用本文的文献

1
Bioinspired adaptable multiplanar mechano-vibrotactile haptic system.生物启发的自适应多平面力触觉系统。
Nat Commun. 2024 Sep 11;15(1):7631. doi: 10.1038/s41467-024-51779-8.
2
Computer-assisted navigation in oral and maxillofacial surgery: A systematic review.口腔颌面外科中的计算机辅助导航:一项系统综述。
Saudi Dent J. 2024 Mar;36(3):387-394. doi: 10.1016/j.sdentj.2023.12.002. Epub 2023 Dec 10.
3
Dynamic Virtual Fixture Generation Based on Intra-Operative 3D Image Feedback in Robot-Assisted Minimally Invasive Thoracic Surgery.
基于术中 3D 图像反馈的机器人辅助微创胸腔手术中的动态虚拟夹具生成。
Sensors (Basel). 2024 Jan 12;24(2):492. doi: 10.3390/s24020492.
4
Extended reality for biomedicine.生物医学的扩展现实
Nat Rev Methods Primers. 2023;3. doi: 10.1038/s43586-023-00208-z. Epub 2023 Mar 2.
5
A Human Gesture Mapping Method to Control a Multi-Functional Hand for Robot-Assisted Laparoscopic Surgery: The MUSHA Case.一种用于机器人辅助腹腔镜手术中控制多功能手部的人体手势映射方法:MUSHA案例
Front Robot AI. 2021 Dec 10;8:741807. doi: 10.3389/frobt.2021.741807. eCollection 2021.
6
Motion Polytopes in Virtual Reality for Shared Control in Remote Manipulation Applications.虚拟现实中的运动多面体在远程操作应用中的共享控制
Front Robot AI. 2021 Sep 9;8:730433. doi: 10.3389/frobt.2021.730433. eCollection 2021.
7
Artificial intelligence and robotisation in the EU - should we change OHS law?欧盟的人工智能与机器人技术——我们是否应该修改职业健康与安全法?
J Occup Med Toxicol. 2021 May 5;16(1):18. doi: 10.1186/s12995-021-00301-7.
8
DNN-Based Assistant in Laparoscopic Computer-Aided Palpation.基于深度神经网络的腹腔镜计算机辅助触诊助手
Front Robot AI. 2018 Jun 19;5:71. doi: 10.3389/frobt.2018.00071. eCollection 2018.
9
Analyzing Liver Surface Indentation for In Vivo Refinement of Tumor Location in Minimally Invasive Surgery.分析肝表面凹陷,以在微创手术中对肿瘤位置进行体内精确定位。
Ann Biomed Eng. 2021 May;49(5):1402-1415. doi: 10.1007/s10439-020-02698-4. Epub 2020 Nov 30.
10
Planning High-Quality Motions for Concentric Tube Robots in Point Clouds via Parallel Sampling and Optimization.通过并行采样和优化为点云中的同心管机器人规划高质量运动
Rep U S. 2019 Nov;2019:2205-2212. doi: 10.1109/IROS40897.2019.8968172. Epub 2020 Jan 27.