五自由度腦微創(chuàng)手術(shù)框架精度的研究.pdf

1、腦微創(chuàng)手術(shù)是現(xiàn)代腦外科手術(shù)的最新前沿技術(shù)之一。相比傳統(tǒng)的腦外科手術(shù)，腦微創(chuàng)手術(shù)過程更加直觀、操作更加安全方便、精度更高、手術(shù)給患者帶來的創(chuàng)傷和痛苦更小。本文涉及的五自由度框架式手術(shù)系統(tǒng)就是一種為實(shí)施腦微創(chuàng)手術(shù)而研制的低成本、高精度的新型手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)。本文主要研究該系統(tǒng)的五自由度手術(shù)框架的手術(shù)執(zhí)行精度。
　　 文中首先簡要地介紹了手術(shù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、功能特點(diǎn)，以及手術(shù)的實(shí)現(xiàn)過程。指出在由病灶圖像識(shí)別系統(tǒng)、配準(zhǔn)系統(tǒng)、五自由度手術(shù)框

2、架等幾個(gè)主要部分構(gòu)成的立體定向手術(shù)系統(tǒng)中，每個(gè)部分在實(shí)現(xiàn)各自功能中的誤差對手術(shù)框架末端的執(zhí)行精度都會(huì)有一定的影響，并重點(diǎn)對五自由度手術(shù)框架的每個(gè)自由度的誤差源作了詳細(xì)地分析，為單個(gè)自由度的誤差標(biāo)定以及誤差模型的建立提供了基礎(chǔ)。
　　 其次，詳細(xì)地介紹了五自由度手術(shù)框架中各個(gè)自由度的標(biāo)定方法并且得出相應(yīng)的測試結(jié)果，并根據(jù)測試結(jié)果估算手術(shù)框架的綜合誤差。在分析五自由度手術(shù)框架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，建立了五自由度手術(shù)框架坐標(biāo)系并提出了基

3、于D-H模型的五自由度手術(shù)框架運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。文中還介紹了一種為了建立五自由度手術(shù)框架的誤差模型而研制的誤差標(biāo)定模板。分別用三坐標(biāo)測量機(jī)和五自由度手術(shù)框架本身去測量誤差標(biāo)定模板上特定兩點(diǎn)之間的距離，然后用兩次測量的差值去建立五自由度手術(shù)框架的誤差模型，最后獲得機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)誤差。
　　 最后，本文還詳細(xì)地介紹了一種測量五自由度手術(shù)框架末端誤差測量儀的設(shè)計(jì)方案和標(biāo)定方法。并用所研制的該儀器，對五自由度手術(shù)框架誤差補(bǔ)償前后的末端精度和