腹腔鏡視覺下微創(chuàng)外科手術(shù)機器人多臂系統(tǒng)運動方法研究.pdf

1、機器人技術(shù)與外科手術(shù)技術(shù)的結(jié)合推進了人類醫(yī)學文明的發(fā)展,相比于傳統(tǒng)的微創(chuàng)外科手術(shù),采用微創(chuàng)外科手術(shù)機器人進行微創(chuàng)外科手術(shù)的方式極大程度的提高了手術(shù)的安全性、減輕了患者的術(shù)后痛苦和負擔。
　　在微創(chuàng)外科手術(shù)中,醫(yī)生需要實時的對手術(shù)視野進行調(diào)整,醫(yī)生希望獲得的手術(shù)視野要在當前腹腔鏡提供的視覺的基礎(chǔ)上進行上下、左右、前后的運動,這樣才能便于醫(yī)生在常態(tài)思維下進行習慣性操作;同時在手術(shù)過程中,醫(yī)生為了完成手術(shù)所進行的針對微器械的一系列操作均

2、是以腹腔鏡提供的當前視野為基準的,而腹腔鏡的不斷變化也會引起微器械移動的基準坐標系的不斷變化。此時微器械的當前位姿是基于當前的腹腔鏡視覺坐標系,微器械的目標位姿是基于當前位姿和運動量(根據(jù)醫(yī)生的實際需求獲得)確定的。為了在腹腔鏡不斷移動的前提下準確的獲得微器械在當前視覺下的移動,亟需提出一種基于腹腔鏡動態(tài)視覺的器械臂多臂系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)運動的運動方法。
　　首先介紹了該機器人系統(tǒng)器械臂的機械結(jié)構(gòu)特點,建立了微創(chuàng)外科手術(shù)機器人持械臂、持

3、鏡臂的運動學模型。根據(jù)運動學模型求解持械臂、持鏡臂各自的運動學正逆解并進行Simulink仿真驗證。
　　然后結(jié)合微創(chuàng)外科手術(shù)系統(tǒng)的手術(shù)流程,提出腹腔鏡視覺下器械臂多臂系統(tǒng)協(xié)調(diào)運動的運動方法,根據(jù)運動方法建立持械臂基座、持鏡臂基座、持械臂所夾持微器械和持鏡臂所夾持腹腔鏡四者所在坐標系之間的坐標變換關(guān)系,求解腹腔鏡和微器械分別在腹腔鏡工具坐標系下的運動學逆解并分別進行Simulink仿真,該運動算法解決了腹腔鏡動態(tài)視覺下器械臂多臂系