Open-Source Multi-Viewpoint Surgical Telerobotics

要約

低侵襲手術のロボット（MIS）は徐々にアクセスしやすくモジュール式になるため、設立以来外科的遠隔術を特徴付ける視覚化と制御パラダイムを再考し、拡大する絶好の機会があると考えています。
腹腔内に1つ以上の追加の調整可能な視点を導入すると、外科医の新しい視覚化とコラボレーション戦略のロックを解除するだけでなく、共有された自律性に対する機械知覚の堅牢性を大幅に高めると推測します。
即時の利点には、2番目の視点の制御と異なる視点からのテレオパの外科的ツールの制御が含まれます。これにより、協力する外科医は自分の意見を独立して調整し、ロボット機器を直感的に操作できるようになります。
さらに、患者の解剖学の同期されたマルチビュー3D測定をキャプチャすると、高度なシーン表現のロックが解除されると考えています。
正確なリアルタイム術中3D認識により、アルゴリズムアシスタントは1つ以上のロボット機器および/またはロボットカメラを直接制御できます。
これらの目標に向けて、高性能ビジョンコンポーネントを統合し、Da Vinci Research Kit Controlロジックをアップグレードすることにより、同期されたマルチビューポイント、マルチセンサーロボット手術システムを構築しています。
この短い論文は、私たちのセットアップの機能的な要約を報告し、研究と将来の臨床診療における潜在的な影響について詳しく説明しています。
システムを完全にオープンすることにより、研究コミュニティがセットアップを再現し、それを改善し、強力なアルゴリズムを開発し、最先端の研究の臨床翻訳を効果的に高めることができます。

要約(オリジナル)

As robots for minimally invasive surgery (MIS) gradually become more accessible and modular, we believe there is a great opportunity to rethink and expand the visualization and control paradigms that have characterized surgical teleoperation since its inception. We conjecture that introducing one or more additional adjustable viewpoints in the abdominal cavity would not only unlock novel visualization and collaboration strategies for surgeons but also substantially boost the robustness of machine perception toward shared autonomy. Immediate advantages include controlling a second viewpoint and teleoperating surgical tools from a different perspective, which would allow collaborating surgeons to adjust their views independently and still maneuver their robotic instruments intuitively. Furthermore, we believe that capturing synchronized multi-view 3D measurements of the patient’s anatomy would unlock advanced scene representations. Accurate real-time intraoperative 3D perception will allow algorithmic assistants to directly control one or more robotic instruments and/or robotic cameras. Toward these goals, we are building a synchronized multi-viewpoint, multi-sensor robotic surgery system by integrating high-performance vision components and upgrading the da Vinci Research Kit control logic. This short paper reports a functional summary of our setup and elaborates on its potential impacts in research and future clinical practice. By fully open-sourcing our system, we will enable the research community to reproduce our setup, improve it, and develop powerful algorithms, effectively boosting clinical translation of cutting-edge research.

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