机器人辅助手术将现实置于虚拟现实中

在机器人的帮助下，心脏外科医生可能能够更好地计划手术并改善他们的手术视野。该机器人通过虚拟现实并行系统作为数字孪生进行控制，可以通过超声波对患者进行准确成像，而不会出现妨碍操作人员的手部抽筋或辐射暴露。国际研究团队在IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica 上发表了他们的方法。

“术中超声特别有用，因为它可以通过提供隐藏的设备和解剖结构的实时图像来指导手术，”论文作者、复杂系统管理与控制国家重点实验室主任王飞跃说。 ，中国科学院自动化研究所。“然而，对高度专业技能的需求始终是可靠和可重复获取的障碍。”

Wang 指出，现场超声医师的可用性可能有限，而且许多需要术中超声检查的程序也经常需要 X 射线成像，这可能会使操作者暴露在有害辐射中。为了缓解这些挑战，Wang 和他的团队开发了一个机器人术中经食管超声心动图 (TEE) 平台，TEE 是一种广泛用于诊断心脏病和指导心脏外科手术的成像技术。

“我们的结果表明，使用带有模拟平台的机器人可能会提高术中超声的普遍可用性，并帮助经验较少的操作者，”王说。

研究人员采用并行控制和智能技术，在准确代表真实环境的虚拟环境中将操作员与机器人配对。配备了超声图像数据库和能够重建解剖结构的数字平台，机器人可以为操作员导航目标区域，以便在计算实验中更好地可视化和计划潜在的手术矫正。

“这样的系统可用于视图定义和优化以协助预先规划，以及算法评估以促进实时控制和导航，”王说。

接下来，研究人员计划将目前提出的并行真实/虚拟系统与特定的临床需求进一步整合，以协助此类成像机器人的转化研究。

“最终目标是将虚拟系统和物理机器人集成到体内临床测试中，从而提出一种在医疗操作中使用并行智能的新诊断和治疗方案，”王说。

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