論文の概要: Robot-Assisted Deep Venous Thrombosis Ultrasound Examination using Virtual Fixture

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.02539v1
• Date: Thu, 4 Jan 2024 21:02:39 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-08 16:38:22.991503
• Title: Robot-Assisted Deep Venous Thrombosis Ultrasound Examination using Virtual Fixture
• Title（参考訳）: 仮想固定具を用いたロボット支援深部静脈血栓症超音波検査
• Authors: Dianye Huang, Chenguang Yang, Mingchuan Zhou, Angelos Karlas, Nassir Navab, Zhongliang Jiang
• Abstract要約: 深部静脈血栓症(Deep Venous Thrombosis, DVT)は、深部静脈内に血栓がある一般的な血管疾患である。 超音波(US)画像を用いたDVTの典型的な試験は、腰部が完全に圧迫されるまで標的静脈を圧迫することである。 本研究では, 目標面にプローブを軟着陸させることにより, 位置と力の追跡精度を確保できる新しいハイブリッド力移動制御方式を備えたロボットUSシステムを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 45.97156332608481
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Deep Venous Thrombosis (DVT) is a common vascular disease with blood clots inside deep veins, which may block blood flow or even cause a life-threatening pulmonary embolism. A typical exam for DVT using ultrasound (US) imaging is by pressing the target vein until its lumen is fully compressed. However, the compression exam is highly operator-dependent. To alleviate intra- and inter-variations, we present a robotic US system with a novel hybrid force motion control scheme ensuring position and force tracking accuracy, and soft landing of the probe onto the target surface. In addition, a path-based virtual fixture is proposed to realize easy human-robot interaction for repeat compression operation at the lesion location. To ensure the biometric measurements obtained in different examinations are comparable, the 6D scanning path is determined in a coarse-to-fine manner using both an external RGBD camera and US images. The RGBD camera is first used to extract a rough scanning path on the object. Then, the segmented vascular lumen from US images are used to optimize the scanning path to ensure the visibility of the target object. To generate a continuous scan path for developing virtual fixtures, an arc-length based path fitting model considering both position and orientation is proposed. Finally, the whole system is evaluated on a human-like arm phantom with an uneven surface.
• Abstract（参考訳）: 深部静脈血栓症(英: deep venous thrombosis, dvt)は、深部静脈に血塊がある一般的な血管疾患であり、血流を遮断したり、生命を脅かす肺塞栓症を引き起こすこともある。 超音波(US)イメージングを用いたDVTの典型的な試験は、路面が完全に圧縮されるまで標的静脈を押すことである。 しかし、圧縮試験は操作者に依存します。 そこで本研究では,位置と力の追跡精度を保証し,プローブを目標面に軟着陸させるハイブリッド力移動制御方式の米国ロボットシステムを提案する。 さらに,損傷箇所での繰り返し圧縮操作において,容易に人間とロボットのインタラクションを実現するために,パスベースの仮想フィクスチャを提案する。 異なる検査で得られた生体計測値が同等であることを保証するため、外部rgbdカメラとus画像の両方を用いて6次元走査路を粗く微視的に決定する。 RGBDカメラは、まずオブジェクトの粗い走査経路を抽出するために使用される。 次に、us画像からの分割血管腔を用いて走査路を最適化し、対象物体の視認性を確保する。 仮想フィクスチャを開発するための連続走査パスを生成するために、位置と向きの両方を考慮した弧長経路フィッティングモデルを提案する。 最後に、システム全体が不均一な表面を持つヒトのような腕ファントムで評価される。

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