微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人培訓(xùn)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,拓展了醫(yī)生的手術(shù)能力,提高了手術(shù)的質(zhì)量。然而,這些先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用對醫(yī)生的操作要求越來越高,給醫(yī)生的培訓(xùn)帶來巨大困難。針對此類問題,本文結(jié)合項(xiàng)目自行研制的多自由度微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人,對手術(shù)機(jī)器人培訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)展開研究。主要工作包括以下內(nèi)容:
　　 1、結(jié)合所研制的機(jī)器人系統(tǒng)的特點(diǎn)與操作要求,分析了機(jī)器人本體及其多種手術(shù)工具的幾何建模與關(guān)節(jié)運(yùn)動控制等問題。對由人體器官二維醫(yī)學(xué)圖像到三維模型的多種重建算

2、法進(jìn)行研究,介紹了Marching Cube(MC)算法的實(shí)現(xiàn)流程。
　　 2、分析了虛擬手術(shù)中碰撞檢測和軟組織形變的實(shí)現(xiàn)算法,結(jié)合PhysX物理引擎給出具體實(shí)現(xiàn)流程。另外,對軟組織形變較大時(shí)出現(xiàn)的奇異現(xiàn)象進(jìn)行分析,提出了兩種解決方案。
　　 3、分析了手術(shù)機(jī)器人主操作手各關(guān)節(jié)運(yùn)動控制信號的采集流程。對主操作手和機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)模型進(jìn)行分析,給出了主操作手控制手術(shù)工具末端位姿的具體實(shí)現(xiàn)方案,并實(shí)現(xiàn)了虛擬的從操作手與實(shí)際的主