面向心臟手術(shù)機(jī)器人的小量程空間位移傳感器設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、大型手術(shù)由于創(chuàng)口大，手術(shù)中容易傷害其他組織，術(shù)后回復(fù)慢，易感染等弊端逐漸被微創(chuàng)手術(shù)（MIS）所取代，微創(chuàng)手術(shù)由于創(chuàng)口小等諸多優(yōu)點(diǎn)被更多的應(yīng)用在現(xiàn)代手術(shù)中。臨床手術(shù)需要醫(yī)生的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，這便使得沒有此類經(jīng)驗(yàn)的新醫(yī)生無法進(jìn)行手術(shù)，而不進(jìn)行手術(shù)就不能獲得實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，如此，沒動(dòng)過手術(shù)的醫(yī)生便很難獲得手術(shù)操刀的機(jī)會(huì)。與此同時(shí)，有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生又隨著年齡的增長(zhǎng)身體不能承受如此大的負(fù)荷，比如出現(xiàn)手顫抖，拿不穩(wěn)手術(shù)刀，嚴(yán)重影響手術(shù)精度，或者因?yàn)轶w力不支

2、，在手術(shù)進(jìn)行中會(huì)產(chǎn)生疲憊感，使得手術(shù)在各個(gè)方面都受到很大影響。針對(duì)現(xiàn)有問題，急需能夠彌補(bǔ)新醫(yī)生經(jīng)驗(yàn)不足、經(jīng)驗(yàn)足醫(yī)生年紀(jì)大等弊端的醫(yī)療器械的產(chǎn)生。
　　醫(yī)療機(jī)器人為主導(dǎo)的微創(chuàng)手術(shù)需要傳遞給醫(yī)生很多必要的信息，諸如手術(shù)實(shí)時(shí)畫面信息等，其中更為重要的是手術(shù)目標(biāo)點(diǎn)位置信息，能否獲得高精度的目標(biāo)點(diǎn)位置信息對(duì)手術(shù)成敗起著決定性作用。確定目標(biāo)點(diǎn)位置信息的方法有很多，視覺的方法可以進(jìn)行測(cè)量，使用傳感器也可以進(jìn)行測(cè)量，本文采用接觸式傳感器來測(cè)量目標(biāo)

3、點(diǎn)的位置信息。
　　首先，對(duì)傳感器的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)不合理的地方進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；對(duì)傳感器測(cè)量原理進(jìn)行推導(dǎo)，最終確定測(cè)量模型，得出確定的計(jì)算式；對(duì)核心部件——懸臂梁進(jìn)行厚度優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終得出懸臂梁薄片的最優(yōu)厚度數(shù)值；從兩套方案中通過比較優(yōu)劣最終確定哪種方案應(yīng)用到實(shí)際中。
　　其次，對(duì)應(yīng)變片的粘貼位置進(jìn)行優(yōu)化分析，確定出最合適粘貼應(yīng)變片的位置；設(shè)計(jì)芯片來采集輸出的電壓，采集的電壓通過軟件進(jìn)行計(jì)算；設(shè)計(jì)特定電路來實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能，包