腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)研究.pdf

1、腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人在醫(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，減少了患者痛苦。鑒于腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人的諸多優(yōu)勢(shì)，針對(duì)此類(lèi)機(jī)器人系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)已經(jīng)成為世界各大科研機(jī)構(gòu)和高等院校研究工作的熱點(diǎn)問(wèn)題。本文結(jié)合項(xiàng)目組自行研制的腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)展開(kāi)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，在主操作手和從操作手運(yùn)動(dòng)學(xué)模型基礎(chǔ)上，對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型進(jìn)行了仿真分析，設(shè)計(jì)

2、了基于運(yùn)動(dòng)學(xué)模型實(shí)現(xiàn)異構(gòu)結(jié)構(gòu)達(dá)到同構(gòu)結(jié)構(gòu)實(shí)際控制效果的主從異構(gòu)映射算法；并針對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)主從操作的特點(diǎn)，定性分析了主從操作中存在的誤差，設(shè)計(jì)了減小誤差的方法。
　　 2、針對(duì)腹腔鏡持鏡臂(圖像臂)在手術(shù)中的輔助運(yùn)動(dòng)特性，結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際需要，建立了圖像臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型；同時(shí)針對(duì)圖像臂的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，提出了基于切入點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)控制算法，并進(jìn)行了一系列MATLAB仿真分析和臨床實(shí)驗(yàn)研究；進(jìn)一步完成了主操作手對(duì)圖像臂運(yùn)動(dòng)控制算法。
　　

3、3、設(shè)計(jì)了運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系和圖像坐標(biāo)系實(shí)時(shí)空間映射算法，解決了由于醫(yī)生手術(shù)操作和通過(guò)腹腔鏡觀察到圖像運(yùn)動(dòng)不一致的問(wèn)題；進(jìn)而在實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證了映射算法的正確性。
　　 4、結(jié)合主從操作的特點(diǎn)，完成了主從操作重復(fù)定位精度測(cè)量實(shí)驗(yàn)。在試驗(yàn)中對(duì)采集到的空間坐標(biāo)序列，應(yīng)用最小二乘法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；并系統(tǒng)地介紹了手術(shù)機(jī)器人針對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象(豬)的膽囊切除和縫合手術(shù)。
　　 以上工作是項(xiàng)目組研制的腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的一部分，這部分功能在機(jī)器人