“妙手”系统机械结构设计与优化

为了辅助医生更好地完成显微外科手术,开发了一种主从异构的显微外科手术机器人系统——“妙手”系统．“妙手”系统的主手为商业化的Phantom Desktop主手,从手为针对显微外科血管缝合而设计的“妙手”从手．从手包括位置机构和姿态机构．位置机构通过丝传动实现双四连杆机构的运动特性;姿态机构采用三轴交汇于一点的设计思想．通过分析双四连杆机构的运动特性,根据Angeles运动灵活度指标对双四连杆机构进行了优化．结果表明：当双四连杆机构前三级杆等长且I级杆与III级杆垂直时,机构运动灵活度取最大值．     

具有力感觉的声带肿物切除仿真方法研究

在虚拟手术系统中，实时的图形显示和使操作者感觉到真实的操作力是非常重要的。该文介绍了在建立虚拟手术系统中，具有力感觉的声带肿物切除的仿真方法。首先介绍了软组织声带以及声带肿物的几何建模办法，考虑到虚拟手术中对实时性的要求，采用了分块建模的方法；然后通过对软组织生物力学特性的分析，利用弹簧-质量-阻尼模型对其建模。采用的算法减小了计算量，真实地仿真了声带肿物取出时声带的变形以及操作者感觉到的力。     

带有力感觉的显微外科手术血管的仿真研究

随着虚拟现实技术的进步，带有力感觉的仿真研究迅速发展，特别是在医学上得到了广泛应用。利用虚拟现实技术取代效率低下的常规培训，可以大大减少所需的培训时间和昂贵的动物实验费用。针对复杂的显微外科手术的血管缝合，作者建立了可用于大夫培训、手术规划的虚拟现实系统。其中的交互设备采用了具有力反馈功能的PHANTOM—Desktop，使用与之配套的GHOSTSDK软件开发包，建立虚拟环境。考虑到柔性体仿真的实时性和真实性要求，采用了质量一弹簧模型的建模方法。在完成了对虚拟环境中柔性平面仿真的基础上，成功实现了带有力感觉的显微外科血管穿刺的虚拟仿真。