文档介绍：中文摘要本文所研究与开发的主从控制喉部手术机器人主要面向喉部微创外科手术。该系统能够在狭长的喉部空间内完成对病变组织的夹持、分离、切除、手术清淤等基本手术操作。首先,分析了喉部手术的任务要求和手术的基本操作,并以此为依据,对喉部手术机器人的从手结构进行了具体分析和设计。其中,主要进行了从手位置机构、姿态机构和从手工具的设计。并且应用瓾方法对喉部手术机器人的主、从手分别建立了数学模型,最终完成支撑喉镜下主从对应运动的数学模型、进退刀数学模型的创建以及主从手工作空间分析。其次,在提出的总体控制算法的基础上,设计和开发了喉部手术机器人主从控制系统,主要包括硬件系统整体结构确定以及各自由度电机选型、运动控制卡选择,与基本手术操作相对应的各运动单元程序设计以及虚拟仿真系统的人机界面设计。再次,为了解决喉部手术机器人术前准备过程中机器人和病人之间定位难的问题,进行了定位系统设计。其基本思想为实现视觉导引下的快速移动定位。定位系统设计包括了视觉导引系统设计和手术床定位调整系统设计。最后,设计并进行了该喉部手术机器人的主从控制性能研究测试,并在此基础上完成了猪的喉部声带肿物切除手术的动物实验。手术过程中,没有对正常组织造成任何伤害,基本达到预期效果。实验结果表明,该机器人系统具有较好的安全性、灵活性、稳定性和可靠性,其设计能够满足喉部手术的要求。关键字:
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一第一章绪论饪剖质趸魅说姆⒄垢攀馔饪剖质趸魅说姆⒄棺纯助显微外科手术系统。该系统机构采用丝传动形式,具有鲎杂啥龋⑶沂迪了力反馈;系统采取主从操作。目前主要应用于眼部手术”】,如图所而尽薄随着社会的进步和生活水平的不断提高,人类对自身疾病的诊断、治疗、预防以及卫生健康给予越来越多的关注。、精度低等因素,极太的影响了手术教果。因此,数字化医疗仪器设备得到了迅速的发展,已成为当前的研究热点之一。利用支撑喉镜的喉部手术是一类处理喉部各种良性病变、声带癌前病变和早期声带癌等的微创外科手术。手术中支撑喉镜的使用使医生能够进行双手操作,并且病变部位暴露好,视野大,术者有充足的时间反复观察、精细操作,在彻底处理病变的基础上,能够最大限度地保护正常组织,因而手术时间相对缩短,在减少复发率和保护喉功能方面较其他喉镜下的手术有了跨越式发展。本文对面向喉部手术的机器人系统进行了应用开发。世纪时年代初期。美国航空航天管理局下属的空气推进动力学实验室与美国的微型灵巧系统公司合作,研制出了用于眼科手术的机器人辅由德国机器人与嵌入式系统研究中心和幕尼黑理工大学心脏治疗中心鞋合匝檎迩榭和匝榫植壳榭圈主持开发的机器人辅助显微外科手术系统
甜瓒第章绪论
篱酉通罗镌鎏嚣萋够赢砳统已进行了实验验证,如图竞∞系统进行视网膜手术态误差大约在度左右,手术针和目标之间的平均距离可达到左右。、综台传感技术以及眼手协调工作在内的精细手术操作,如图荆糰为操作手臂原型,图猄行视网膜手术的示意图。同时,该系统的模块化设计对于外科手术机器人系统的发展起到了蕾要的作用‘。操作者能够通过器械及手术环境得到相关的力感觉信息,从而实现平稳的、无振动的以及精确的位置控制和力控制,因而整个机器人系统具有很高的灵敏度。,如图。年该公司又推出了用于微第一章绪论荨V荨甿·曲圈导航的前列腺手术针定位辅助机器人衄低巢僮鞅机器人系统●.
鳕警翟摘除手术‘啉白手术’.⒄棺纯彻质跚圈饪剖质趸咳讼低创伤手术的外科手术机器人系统,如图孟低巢捎弥鞔右2僮骷际酰突破了传统微创伤手术的界跟、将手术精度和水平提高到新的高度,大大降低了手术剖伤,缩短了康复时间,同时也减轻了医生的疲劳强度。著名的超远程胆囊都具有个自由度,其中鲇糜谖蝗⒌。但是其从手的布局方式占用空间较大,工作空间较小,并专用于腹部微创手术。年,美国境晒7⒊鯠外科手术机器人系统,系统经由图形导航采取主从操作方式,。并实现了远程手术操作进行微创心脏搭桥手术,是目前为数不多的商业化的医疗机器人之一,被视为主从式外科机器人研究的一个里程碑。统相对比较完普,但是该系统从手存在机构庞大的问题,而且主要针对胸腹部微刨手术而设计的,加上系统没有设计力感觉装置,相对医疗安全性较差,影响了其在更太范围内的推广应用。第一章绪论图疉机器人系统盈饪剖质趸魅讼低盌整体布局
醚削立体定向技术的脑外科手术机