經皮穿刺手術軟組織穿刺力建模與機器人應用軟件設計.pdf

1、近年來，隨著微創(chuàng)手術技術的快速發(fā)展和機器人應用領域的不斷擴大，機器人輔助經皮穿刺手術受到越來越多學者和研究機構的關注。機器人輔助經皮手術不但能提高手術的精度和安全性，而且能減輕醫(yī)生的疲勞，成為醫(yī)療機器人技術領域研究的熱點。然而，目前大多數輔助介入手術機器人沒有考慮力覺反饋問題，成為手術操作改善和安全性提升的瓶頸。
　　本課題模仿軟組織穿刺手術過程采集了穿刺力數據，并建立了穿刺力模型，在此基礎上基于模型特征提出了經皮穿刺手術輔助機器

2、人進針控制策略，并將此策略算法在機器人應用軟件中實現。研究工作不僅能為經皮穿刺手術提供進針過程中的穿刺力監(jiān)督依據，提高手術的安全性和改善手術操作，而且還可以為手術模擬和培訓提供逼真的模型數據。
　　論文首先在分析傳統(tǒng)經皮穿刺手術流程和了解人體肝臟解剖結構及組織力學特性的基礎上，構建了穿刺力數據采集系統(tǒng)，并在新鮮離體豬肝上進行了穿刺力數據采集。分析實驗數據，將穿刺力數據曲線劃分為“被膜刺破前”、“摩擦力產生前”和“力抖動”三個階段，

3、并分別建立力學模型，最后組合成完整的穿刺力模型。在對所完成的10個模型分析比較的基礎上，針對單個模型難以泛化的缺點，提出了建立一個穿刺力模型庫的設想。
　　分析了機器人輔助經皮穿刺手術的流程，并確定了機器人運動順序和運動功能。在此基礎上，將機器人應用軟件結構劃分為五個順序模塊：回零模塊、拖拽定位模塊、VRCM模塊、進針模塊和返回模塊。根據每個模塊所要實現的運動功能設計了機器人的運動算法，并基于VC++語言完成了軟件編程?；诖┐塘?/p>