論文の概要: Visuotactile and Explicitly Force-Controlled Robotic Ultrasound for Abdominal Volumetric Reconstruction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.05848v1
- Date: Thu, 04 Jun 2026 08:23:34 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-05 22:39:44.644512
- Title: Visuotactile and Explicitly Force-Controlled Robotic Ultrasound for Abdominal Volumetric Reconstruction
- Title（参考訳）: 腹部体積再建術における Visuotactile and Explicitly Force-Controlled Robotic Ultrasound の有用性
- Authors: Adrian Piedra, R Brooke Jeffrey, Oussama Khatib,
- Abstract要約: 本稿では,ステレオビジョン,触覚フィードバック,エキスパートインフォームド戦略を統合したロボット超音波取得システムを提案する。
このシステムは、患者固有の地形に動的に適応しながら、専門家スキャンに匹敵する高品質なイメージングを実現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5862480696321741
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In this paper, we present a robotic ultrasound acquisition system that integrates stereo vision, touch-based feedback, and expert-informed strategies to perform autonomous and adaptive abdominal scans. The system records freehand motion and force data from expert radiologists, creating a framework to capture transducer motion, applied forces, and anatomical scanning strategies. This expert data is replayed to replicate characteristic scans with the robot, forming a foundation for further autonomous capabilities. Using stereo vision, the system generates three-dimensional topography maps of the patient's abdomen, which are refined through stiffness measurements at key points to delineate the rib cage boundary. These combined techniques enable the robot to execute two distinct scanning paths: an upward-angled sweep beneath the rib cage to visualize structures near the upper abdomen and a perpendicular sweep across soft tissue regions. A compliant, torque-controlled seven degree-of-freedom robotic manipulator is controlled to maintain consistent probe contact through closed-loop force control over the varied anatomical surfaces. Physical experiments demonstrate that the system achieves high-quality imaging comparable to expert scans while dynamically adapting to patient-specific topographies. Furthermore, the robotic system surpasses expert capabilities by enabling three-dimensional volume acquisition, which enhances diagnostic potential and provides volumetric data for advanced analyses. This work highlights the integration of expert knowledge into autonomous robotic systems and underscores the potential of combining perception-based autonomy with physical reasoning for enhanced diagnostic performance.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,ステレオビジョン,触覚フィードバック,エキスパートインフォームド戦略を統合し,自律的かつ適応的な腹部スキャンを行うロボット超音波取得システムを提案する。
このシステムは、専門家の放射線学者のフリーハンドモーションと強制データを記録し、トランスデューサの動き、応用力、解剖学的スキャン戦略を捉えるためのフレームワークを作成する。
この専門家データは、ロボットで特徴スキャンを再現するために再生され、さらなる自律機能の基礎を形成します。
立体視を用いて患者の腹部の3次元トポグラフィーマップを生成する。
これらの組み合わせにより、ロボットは2つの異なるスキャンパスを実行することができる: 胸郭の下にある上向きのスイープで、上腹部付近の構造を可視化し、軟組織領域を横断する垂直スイープである。
トルク制御された7自由度ロボットマニピュレータは、様々な解剖面上の閉ループ力制御により、一貫したプローブ接触を維持するために制御される。
物理実験により、患者固有の地形に動的に適応しながら、専門家のスキャンに匹敵する高品質なイメージングを実現することが実証された。
さらに、診断能力を高め、高度な分析のためのボリュームデータを提供する3次元ボリューム取得を可能にすることにより、専門家の能力を上回るロボットシステムを実現する。
この研究は、専門家の知識を自律ロボットシステムに統合することを強調し、認知に基づく自律性と身体的推論を組み合わせ、診断性能を向上する可能性を強調している。
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