文档介绍：摘要关键词:大地拓展了医生的技能,提高手术质量与安全性,缩短治疗时间,降低医疗成本。缝合打结是外科手术机器人不可缺少的功能。由于缝合线本身的非线性变形特征,在运用机器人进行缝合打结时,缝合线的形状难以控制,大大延长了手术时间。研究机器人缝合打结规律对于提高机器人精度和效率,加快机器人的临床应根据外科手术机器人设计原则和临床手术工作空间要求,设计出用于显微血慕峁埂W颂共捎萌峤换阌谝坏愕慕峁剐问剑恢没采用丝传动实现双四连杆机构形式。从结构上实现了姿态与位置的解耦,同时可以运动灵活度作为技术指标对从手机构进行了尺度综合,得出位置机构的杆件长度及工作姿态:当位置机构三杆等长,且撕杆互相垂直时,机构运动根据主手和从手的运动学方程,运用蒙特卡罗法分别得出主手、从手的独立工作空间及协同工作空间。以协同工作空间最大为优化目标,得出了最优的布置模型可确定机器人进行缝合打结时合适的缝合线长度,并提出“线圈规则度”指法。并以“妙手”系统为试验设备,对缝合线‘‘扭转打结”法进行了试验研究。外科手术机器人系统充分利用医生的经验以及机器人定位精确,运行稳定、操作精度高等特性,可以使外科医生以舒适的操作环境完成精细的手术动作,极用进程具有重要意义。管手术的主从式机器人系统.“妙手”系统。从手采用实现手术工具在末端点固定不动的情况下进行大范围的姿态调整。灵活度指标取最大值。方式,同时得出主手与从手之间的比例系数为簂。根据机器人缝合打结时缝合线受力分析,建立缝合线长度计算模型,根据该标来评价线圈是否适宜进行打结。运用纽结理论,分析机器人进行“缠绕打结”法打结时缝合线不稳定的原因,提出了一种新的机器人打结方法.“扭转打结”通过试验数据分析得出“扭转打结”时的变形规律。采用虚拟现实技术实现虚拟力补偿,可弥补主从式遥操作机器人由于缺乏力反馈而造成的手术时间长、精度低、意外器官损伤等缺陷。外科手术机器人“妙手”系统缝合线打结纽结理论“扭转打结”法“缠绕打结”
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医疗机器人概述第一章绪论外科手术机器人发展状况医疗机器人技术是集医学、生物力学、机械学、机械力学、材料学、计算经成为国际机器人领域的一个研究热点薄D壳埃冉魅思际踉谕饪剖质豕划模拟、微损伤精确定位操作、无损伤诊断与检测、新型手术治疗方法等方面得医疗机器人系统的研究和开发引起了西方许多发达国家如美国、法国、德,至今已召开过多届成员国医疗机器人研讨会。美国国防部已经立项,法国国家科学研究中心开展了医疗外科仿真手术、规划和导引系统的研究工作。大学和研究机构纷纷建立研究中心和专门试验室开展医疗机器人的理论和应用目前,医疗机器人的研究主要集中在外科手术机器人、康复机器人、服务外科手术机器人以其定位准确、运行稳定、结构灵活多变、工作范围大、不怕辐射和感染等优点,大大延伸了医生的技能。近年来,国内外专家学者都在机图形学、计算机视觉、机器人技术等诸多学科为一体的新型交叉研究领域,已到了广泛的应用,这不仅促进了传统医学的革命,也带动了工程领域新技术、新理论的发展】。国、意大利,日本等国政府和学术界的极大关注,并投入了大量的人力和财力。早在世纪年代,西方七国首脑会议就确定了国际先进机器人研究计划开展基于遥控操作的外科手术研究,用于战场模拟手术、手术培训、解剖教学。欧共体也将机器人辅助外科手术及虚拟外科手术仿真系统作为重点研究发展的项目之一。在学术界,医疗机器人是近十年来的研究热点,发达国家的一些重点研究。机器人和微小型机器人等几个方面积极开展外科手术机器人方面的研究,并取得了丰硕的成果。已经有一些成熟的手术机器人系统用于临床手术上,同时有更多的机器人系统正被研制和开发。按照不同的分类方法,可以将外科手术机器人划分为不同的类型。根据手术对象的不同可分为:神经外科手术机器人、腹腔内窥镜手术机器人、整形外科第一章绪论
人分为:⒄棺纯手术机器人、显微外科手术机器人和胃肠道检测机器人。根据机器人系统自动化水平不同可分为:手动操作外科手术机器人、半自动操作外科手术机器人和全自动外科手术机器人。根据结构形式不同可分为:主动式外科手术机器人、主从式外科手术机器人、遥操作外科手术机器人。缝合打结是外科手术中广泛使用的伤口连接方法,也是每个外科大夫必须掌握的手术技能。随着外科手术机器人的发展,越来越多的外科手术机器人被用于临床手术中,因此,缝合打结也成为外科手术机器人必须具备的功能。对于外科手术机器人来说,由于受到图像质量、机器人灵活度、实时力反馈等诸多因素的影响,要完成缝合打结手术有很大的难度。因此,缝合打结能力已成为判定外科手术机器人性能的重要指标。根据是