遙操作導(dǎo)管介入手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)研究.pdf

1、導(dǎo)管介入手術(shù)以其特有的創(chuàng)傷小、痛苦少、風(fēng)險(xiǎn)低、術(shù)后恢復(fù)快諸多優(yōu)勢(shì)已經(jīng)成為醫(yī)治心血管疾病的首選手段。但目前國(guó)內(nèi)的導(dǎo)管介入手術(shù)仍是醫(yī)生在手術(shù)現(xiàn)場(chǎng)徒手介入導(dǎo)管，這種方式不但難以保證精確性而且還使醫(yī)生面臨過度輻射的風(fēng)險(xiǎn)。
　　針對(duì)上述弊端，本文在研究分析當(dāng)前國(guó)內(nèi)外導(dǎo)管介入手術(shù)系統(tǒng)及國(guó)內(nèi)醫(yī)療水平現(xiàn)狀的基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)了一種符合當(dāng)前國(guó)內(nèi)醫(yī)療水平實(shí)際和國(guó)情的遙操作導(dǎo)管介入系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括圖像引導(dǎo)系統(tǒng)、從端導(dǎo)管介入（第一末端）系統(tǒng)、主端遙操作控

2、制（第二末端）系統(tǒng)以及力覺反饋及再現(xiàn)系統(tǒng)。
　　根據(jù)傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)介入手術(shù)的操作流程，提取了介入手術(shù)操作過程對(duì)應(yīng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)形式，設(shè)計(jì)了一套基于行星輪系的以其自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)不同傳動(dòng)形式實(shí)現(xiàn)導(dǎo)管推送和旋捻的從端導(dǎo)管介入裝置（第一末端），該裝置不但能夠?qū)崿F(xiàn)手術(shù)的全部動(dòng)作和功能要求，而且避免了導(dǎo)電滑環(huán)的使用，其運(yùn)動(dòng)完全由主端遙操作控制手柄決定。該手柄（第二末端）是基于磁流變液的粘度隨磁場(chǎng)強(qiáng)度變化而變化的原理設(shè)計(jì)的，它能根據(jù)導(dǎo)管前端力反饋信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)

3、的被動(dòng)式阻尼力作用于醫(yī)生，從而使得醫(yī)生在遙操作的同時(shí)，又有真實(shí)的力臨場(chǎng)感，使相關(guān)手術(shù)操作變得簡(jiǎn)便和真實(shí)。
　　構(gòu)建了導(dǎo)管介入裝置機(jī)械控制系統(tǒng)及力覺再現(xiàn)系統(tǒng)的硬件平臺(tái)，設(shè)計(jì)了相關(guān)的控制邏輯和程序流程。此二系統(tǒng)通過旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)現(xiàn)控制信息的交流，同時(shí)導(dǎo)管前端的力覺傳感器作為反饋元件，使二者之間的力覺建立起了聯(lián)系。
　　最后，完成了樣機(jī)試制，并構(gòu)建遙操作導(dǎo)管介入手術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在自制的血管模型內(nèi)，進(jìn)行了多次系統(tǒng)仿真介入實(shí)驗(yàn)，確定了樣機(jī)