手術フェーズ認識と視覚追従を統合した自律腹腔鏡制御フレームワーク
Semantic-Coupled Perception Framework for Autonomous Laparoscope Control
手術フェーズ認識とカメラ動き補償付き視覚追従を組み合わせ、遮蔽や重なりに強い自律腹腔鏡の視野制御を実現した研究。
著者: Enduo Zhao, Fangzhou Li, Yujie Zhu, Sicheng Lu, Fang Chen, Longfei Ma, Hongen Liao
分類: cs.RO, eess.SY
原文アブストラクト
In minimally invasive surgery (MIS), maintaining an appropriate field of view (FoV) is essential for surgical safety and efficiency. However, conventional autonomous laparoscope control methods often treat visual tracking and surgical phase recognition independently, limiting robustness under occlusion, entity overlap, and camera motion. This paper proposes a closed-loop autonomous laparoscope control framework that couples real-time surgical phase recognition with camera-motion-compensated visual perception. By exploiting phase-dependent relationships among surgical entities, the framework improves target state estimation under challenging visual conditions, supporting task-aware autonomous FoV control. Experiments on benchmark datasets evaluate the proposed framework in surgical phase recognition and target tracking, including scenarios involving occlusion and entity overlap. Phantom experiments further demonstrate the feasibility of autonomous FoV control, showing improved target visibility and task execution performance compared with fixed-FoV control. These results highlight the potential of incorporating task-level semantics into visual state estimation for autonomous laparoscope guidance.
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