主從式微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的震顫抑制方法研究.pdf

1、隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展和機(jī)器人技術(shù)的不斷革新,將微創(chuàng)外科手術(shù)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于外科手術(shù)中已成為醫(yī)療機(jī)器人領(lǐng)域最為熱點(diǎn)的課題。盡管在微創(chuàng)外科手術(shù)機(jī)器人研究領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)外都已經(jīng)取得了廣泛的成功和進(jìn)展,然而在一些需要手部直接介入、非遙感的微創(chuàng)手術(shù)中,由于人手部存在著不同程度震顫的影響,手術(shù)過程中操作者的實(shí)際輸入信息與預(yù)期的輸入信息存在一定的偏差,從而降低了這類手術(shù)的精度,影響了手術(shù)的質(zhì)量。鑒于當(dāng)前的震顫抑制方法大多數(shù)是將震顫信號(hào)弱化后進(jìn)行線性辨識(shí),或

2、采用網(wǎng)絡(luò)式結(jié)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行非線性辨識(shí),未能客觀地刻畫震顫特征,導(dǎo)致現(xiàn)有的震顫抑制方法具有很大的局限性,因此如何設(shè)計(jì)新型智能震顫濾波器已成為控制理論學(xué)科面向醫(yī)療外科手術(shù)領(lǐng)域亟待解決的研究課題之一。
　　 本文結(jié)合震顫特征和微創(chuàng)手術(shù)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了主從式微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人震顫抑制系統(tǒng),提出了兩種不同類型的震顫自適應(yīng)濾波器,并針對(duì)各種操作環(huán)境進(jìn)行了性能分析與對(duì)比。
　　 首先,針對(duì)微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人特征,深入研究了主從式微創(chuàng)外科手術(shù)機(jī)器人的運(yùn)

3、動(dòng)學(xué)相關(guān)理論和自適應(yīng)濾波理論,建立了主從機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,設(shè)計(jì)了帶有震顫抑制模塊的主從式微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng),并詳細(xì)闡述了各功能模塊的作用。
　　 其次,針對(duì)手部震顫的特征以及微創(chuàng)手術(shù)的特點(diǎn),提出了模糊小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)震顫自適應(yīng)濾波器和基于最小二乘支持向量機(jī)震顫自適應(yīng)濾波器,詳細(xì)闡述了兩種震顫抑制裝置的物理模型、數(shù)學(xué)模型以及算法實(shí)現(xiàn)。
　　 最后,基于MATLAB7.1開發(fā)平臺(tái),針對(duì)不同的手術(shù)操作環(huán)境對(duì)本文所提的震顫自適應(yīng)濾波