In robotic-assisted partial nephrectomy, surgeons remove a part of a kidney often due to the presence of a mass. A drop-in ultrasound probe paired to a surgical robot is deployed to execute multiple swipes over the kidney surface to localise the mass and define the margins of resection. This sub-task is challenging and must be performed by a highly skilled surgeon. Automating this sub-task may reduce cognitive load for the surgeon and improve patient outcomes. The overall goal of this work is to autonomously move the ultrasound probe on the surface of the kidney taking advantage of the use of the Pneumatically Attachable Flexible (PAF) rail system, a soft robotic device used for organ scanning and repositioning. First, we integrate a shape-sensing optical fibre into the PAF rail system to evaluate the curvature of target organs in robotic-assisted laparoscopic surgery. Then, we investigate the impact of the stiffness of the material of the PAF rail on the curvature sensing accuracy, considering that soft targets are present in the surgical field. Finally, we use shape sensing to plan the trajectory of the da Vinci surgical robot paired with a drop-in ultrasound probe and autonomously generate an Ultrasound scan of a kidney phantom.


翻译:在机器人辅助的部分肾脏切除术中,外科医生往往由于质量的存在而将一部分肾脏脱去。一个与外科机器人配对的超声波滴射探测器被安装到外科机器人身上,以便在肾表面执行多条螺旋,使质量本地化并界定剖面的边缘。这个子任务具有挑战性,必须由一名高技能的外科医生执行。这个子任务自动化可能会减少外科医生的认知负荷,并改进病人的结果。这项工作的总体目标是在肾表面自动移动超声波探测器,利用使用耐气可耐性弹性(PAF)铁路系统,这是用于器官扫描和重新定位的软机器人装置。首先,我们把一个成形的光纤纤维纳入PAF铁路系统,以评价机器人辅助的乳房外科外科外科手术中目标器官的曲线。然后,我们调查PAF铁路材料的坚硬性对曲线感测测精度的影响,考虑到手术场中存在软性目标。最后,我们用一个成形的图像感测测测测测到一个自动的螺旋性硬性硬性硬性硬性硬性手术室。最后,用一个自动测测测测测测测到一个自动的螺。

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