文档介绍：武汉理工大学
硕士学位论文
微创手术机器人控制程序设计与研究
姓名:邵长锋
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:李志俊
20050601
摘要对微创手术机器人系统的开发进行整体规划设计,并选择了合适的开发工具;四章解决了手术作业过程中的多工具切换以及手术工具的定位姿运动问题:第五章是详细介绍手术系统的运动控制方法,对自动导航子系统进行了详细研究:第六章对本论文的研究工作进行了总结,主要概括了本课题所做的主要工作、关键词:微创手术机器人,坐标变换,多工具切换,工具文件库,自动导航随着科学技术的快速发展,在医学领域出现了各种先进的医学影像设备,到目前为止,医生在进行神经外科微创于术时,主要还是凭借视觉的主观判断和积累的手术临床经验来决定手术路径,即使经验很丰富的外科医生有时在手术中电不能完全确认手术器械当前所在的准确位置。神经外科微创手术机器人系统是计算机辅助的外科手术平台珻茄芯亢涂7⒌囊恢中滦偷娜嘶飨低常玫己控制系统将医学影像处理辅助诊断系统和机器人有机组合,进行脑外科微创手实施空间立体定位姿恢煤妥颂的手术。本文将基于机器人的基本原理,完成对六自由度的机器人按任意特定的位姿指令实施自动导航控制的作业,提出了对机器人进行精确操作的控制方法和途径,为神经外科提供一种经济实用的新型计算机辅助的夕苹魅耸质跗教ā本论文是以本人参加开发的一个大型微创手术机器人系统项目为对象进行研究的。由于该系统的复杂程度,使得每一个开发者只能做~部分工作,我年要做的是微创手术机器人自动导航运动控制部分,同时解决了空间坐标系变换、:具文件库的建立等问题,实现了多咦;坏姆椒ǎ姑患屏耸侄控制机器人系统运动的遥控盒装置。本文第一章主要是介绍微刨手术机器人系统的发展状况以及本课题的研究内容;第二章主要是完整的微创手术机器人系统的组成、体系结构的研究,第三章建立空间坐标系的数学模型,实现系统各空间坐标系的转换与配准;第相关领域的技术发展动态、系统改进的方向和可能采取的技术手段等方面的内如等,利緘庑┥备提供的图像信息,医生可以更准确地对患者的病情进行诊断和治疗。但是,术方案的规划和手术流程的计划,自动导航机器人所夹持的手术器械ぞ容。武汉理捍笱妒垦宦畚
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第】章绪论课题背景及意义传统的外科手术方法,不仅手术耗时长、病人风险大、成功率不高,而且为了苦大、痊愈时间长、医疗费用高等诸多缺点。因此,无论作为病人或医生,都迫切希望有新型的诊断和治疗设备以改善这种状况自从本世纪六寸’年代第一台机器人的诞生,机器人就显示出它极大的生命力。目前,世界已拥有机器人蛱ㄗ笥遥渲兄饕J枪ひ祷魅恕5牵随着技术的发展,机器人的应用领域已不再局限于传统的制造业,其在服务领创手术机器人方面,已经成为机器人应用前沿研究课题之一。神经外科微创手术机器人系统统软件等组成。机器人是该系统中的执行机构,主控制系统将机器人与医学影像处理辅助诊断系统进行有效地结合,用于精确完成外科微创手术作业。影像设备获得病人病灶点及周围组织图像后,经过主控计算机的三维重建构成一个“虚拟病人”;医生们在虚拟手术环境下讨论和完成手术规划,即确定出最通过映射测量和映射变换将医学影像空间的指令参数变换到机器人的指令和操作空参考坐标系的变换与配准褐骺叵低嘲词质醴桨负褪质跫苹鞒潭机器人刂破实施全过程的导航自动控制,即实现按预先规划完成指定的在微创手术中采用机器人,主要是要利用机器人的高精度、高稳定性和可随着人们经济收入的增多、生活水平的提高与生存环境的改善,人们肘用于满足日常生活需要的各类条件与设施随之提出了更高的要求。在医疗领域内,顺利进行手术,往往会对患者造成较大的生理损伤,因而带来了病人的生理痛域的应用日益受到人们的重视,特别是在多学科交叉领域中兴起的医疗外科微怯芍骺丶扑慊⒁窖в跋翊砀ㄖ锒舷低橙砑⒒魅思爸骺刂葡佳的手术方案和制定出手术流程计划,并指令给主控系统;主控系统和机器人手术操作过程。控性,通过将虚拟手术环境下的手术规划指令有效地转换为对机器人作业指令的自动导航的控制,改变了过去主刀医生借助图像信息并凭视觉的主观判断和通过等医学武汉理工大学硕士学位论文
机器人的发展、分类及组成仓造的电影《星球大战械腸籔褪钦庋恢只魅耍牵突破性进展,我们很可能看不到近似于的机器人。通常人们所说的只积累的手术临床经验来进行手术的局面,能够减少人为因素引起的定位误差,的说法往往各有侧重。我国学者对机器人的定义大同小异,综合诸家的解释,概括各种机器人的性能,可认为机器人是具有如下功能的机器:骰咕哂欣嗨朴谌嘶蚱渌锾迥承┢鞴肢体、感官等墓δ埽型ㄓ眯裕ぷ髦掷喽嘌鞒绦蛄榛