Visual localization of tissue cut, suture needle and suture thread for autonomous suturing in multi-view camera streams

Otonom sütur sistemleri monoton görevlerde cerrahın iş yükünü azaltarak hem hastaya hem de cerraha fayda sağlayabilir. Sütur işleminin otomatikleştirilmesi birçok karmaşık zorluğu içerir ve bu makale, görsel tespit sorunlarına kapsamlı bir çözüm önermektedir. Bu bağlamda, görsel tespit sorunları, gürbüz, kesin ve hızlı olması gereken otonom dikiş için temel süreçler olan sütur iğnesinin, sütur ipliğinin ve dokusunun görsel olarak izlenmesiyle ilgili zorlukları ifade eder. Cerrahi aletlerin yansıtıcı, çok ince veya esnek yapıları, lokalizasyonlarını karmaşık bir problem haline getirmektedir. Bu çalışmada, doku kesiğini otomatik tespit eden bir algoritma, sütur iğnesini ve ipliğini ise bu iki ekipmanın fiziksel bağlantı noktasını kullanarak tespit eden bir algoritma sunulmuştur. Çalışmanın genel tespit stratejisi, sütur iğnesini ve ipliğini daha az parametreyle tanımlayarak, daha kesin ve daha az hesaplama maliyetine sahip bir tespit sistemi uygulamasına olanak sağlar. Tespit sistemlerinin test edilmesi için, cerrahi aletlerle donatılmış iki adet 7-DOF robotu ve iki adet tamamen kalibre edilmiş kameradan oluşan bir deney düzeneği kullanışmıştır. Tespit deneyleri gerçekçi yapay (silikon) dokular ve cerrahi sütur cerrahi iğneleri kullanılarak yapılmıştır. Deney sonuçları, önerilen sistemin otomatik robotik süturun atılmasına yönelik gereksinimleri karşıladığını doğrulamıştır.