Remote Presence: Entwicklung und Usability-Evaluierung eines Head-Mounted Displays zur Kamerasteuerung im da Vinci Surgical System

Dieses Papier beschreibt die Entwicklung einer neuen Methode zur Steuerung des Kameraarms eines chirurgischen Roboters und zur Schaffung eines besseren Gefühls der Fernpräsenz für den Chirurgen. Die aktuellen chirurgischen Systeme werden vollständig vom Chirurgen gesteuert, indem Handcontroller und Fußpedale verwendet werden, um entweder die Instrumente oder die Kameraarme zu manipulieren. Der Chirurg muss die Operation unterbrechen, um den Kameraarm zu bewegen, um eine gewünschte Sicht zu erhalten, und dann die Operation fortsetzen. Die Kamera und die Instrumente können nicht gleichzeitig bewegt werden, was zu unterbrochenen und unnatürlichen Bewegungen führt. Diese Unterbrechungen können zu medizinischen Fehlern und verlängerten Operationszeiten führen. In unserem System steuert der Chirurg den Kameraarm durch seine natürlichen Kopfbewegungen, während er in eine 3D-Stereoansicht der Szene mit einem Head-Mounted Display (HMD) eingetaucht ist. Der neuartige Ansatz ermöglicht es, den Kameraarm basierend auf Sensoren des HMD zu manövrieren. Wir haben diese Methode an einem da Vinci Standard Surgical System mit dem HTC Vive Headset sowie der Unity-Engine und dem Robot Operating System Framework implementiert. Dieses Papier enthält die Ergebnisse einer subjektiven Usability-Studie mit sechs Teilnehmern, die die Arbeitslast der traditionellen gesteuerten Kameramethode mit der HMD-basierten Steuerung vergleicht. Erste Ergebnisse deuten darauf hin, dass das System nutzbar, stabil ist und eine geringere physische und mentale Arbeitslast bei Verwendung der HMD-Steuerungsmethode aufweist.