導(dǎo)管導(dǎo)絲介入手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的研究.pdf

1、微創(chuàng)血管介入手術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今醫(yī)療技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向，并逐漸被人們認(rèn)可與接受。血管介入手術(shù)具有創(chuàng)口小，恢復(fù)快等優(yōu)點(diǎn)，但是手術(shù)對(duì)醫(yī)生的輻射較大，對(duì)手術(shù)的精準(zhǔn)性和醫(yī)生的技能也提出了較高的要求。機(jī)器人輔助醫(yī)療技術(shù)可使醫(yī)生免受輻射、提高手術(shù)質(zhì)量，目前，該技術(shù)已成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)。本課題主要針對(duì)腫瘤的治療，在查閱了大量相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，研制了被動(dòng)式導(dǎo)管導(dǎo)絲介入手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)樣機(jī)。該系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)單直觀、安全可靠的優(yōu)點(diǎn)，并對(duì)該系統(tǒng)的主從控制

2、算法及整機(jī)的實(shí)驗(yàn)展開了相關(guān)研究。
　　首先，分析了傳統(tǒng)介入手術(shù)的流程，根據(jù)手術(shù)中醫(yī)生的各種手法如推動(dòng)回拉、旋捻等，在分析不同構(gòu)型的基礎(chǔ)上，完成了機(jī)器人系統(tǒng)總體樣機(jī)的研制，設(shè)計(jì)了包含推送執(zhí)行器、旋捻執(zhí)行器、導(dǎo)管調(diào)整裝置以及姿態(tài)調(diào)整裝置的機(jī)器人系統(tǒng)。通過(guò)建立的機(jī)器人三維虛擬樣機(jī)模型，分析了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)性能，并以滿足介入手術(shù)操作要求為目標(biāo)，對(duì)機(jī)器人結(jié)構(gòu)外形尺寸進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，使該機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精巧、易于操作的優(yōu)點(diǎn)。
　　設(shè)計(jì)了

3、以主從控制為核心，具有監(jiān)測(cè)功能、人機(jī)交互功能的三層遞階結(jié)構(gòu)的機(jī)器人控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)上層為人機(jī)交互層，下層為驅(qū)動(dòng)層，中間層為實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制和主從控制算法的核心控制層。以完成介入手術(shù)既定操作為目的，使用Omega7主手設(shè)備實(shí)現(xiàn)主從控制，操作者可以在遠(yuǎn)端控制機(jī)器人完成手術(shù)。
　　然后，研究了機(jī)器人的主從控制算法。根據(jù)機(jī)器人完成手術(shù)既定操作，對(duì)主從操作的運(yùn)動(dòng)控制過(guò)程進(jìn)行規(guī)劃。在分析主手的參數(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，根據(jù)主手的行程和精度，采用了基于隨動(dòng)