立体定向手术导航机械臂注油方式研究

介绍了机器人关节锁紧机构的发展现状,以及立体定向手术机器人系统的工作原理以及导航机械臂的作用。液压锁紧机构依靠摩擦环与关节端面的摩擦力锁紧,锁紧力由液体系统提供,操作简便灵活,但液压系统易发生泄漏,影响机械臂的负载能力和使用安全。针对液压锁紧系统注油方式泄露的不足,设计了一种新型注油机构,阐述了新型注油机构的工作原理,并对其性能进行了验证。结果表明,导航机械臂的新型注油机构很好地实现了预期的目标,是一种非常有效的外部快速注油方法。     

血管介入手术机器人系统力反馈的模糊融合

为完善主从式血管介入手术机器人系统,构建了力反馈回路.通过集成两个微型力传感器,实现了对导管前端和侧壁与血管接触力的同时测量.鉴于主从模式与传统手动操作的不同,在进行力觉交互时,为保证医生成熟的手术经验继续发挥作用,采用模糊推理中的双输入–单输出模型完成两路数据的融合.通过标定隶属度函数和制定融合规则表,将积累的手术经验转化为数字化的力反馈策略,不但改善了低采集频率下的力反馈效果,更在准确表征介入状态的同时,针对不同的接触状态实现了不同的反馈分辨率,从而进一步保证了机器人手术系统的适应性、安全性和操作效率.     

血管介入机器人系统的临床培训

为推进血管介入手术机器人系统的临床应用,在系统中引入了临场感技术,以弥补其主从式操作方式导致的视觉及碰撞力觉缺失。结合现有介入机器人系统,提出了一种基于真实手术过程的培训技术,该技术通过拓展主端的力觉交互设备,支持多人同时在线培训;通过设置权限矩阵和协调受培训者对导管的运动控制,提高受培训者的主动性和参与性。进行了双人在线临床培训,证实了该技术可提供实时有效的三维导航和碰撞反馈,培训模式多样灵活。培训结果表明,在完全真实的反馈信息下,通过信息共享、权限控制、量化评估,可实现高质量、高效率的临床培训效果。