血管介入手术机器人辅助装置和控制系统的研究

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血管微创介入手术是一种以医用导管、导丝作为主要手术器材,针对血管类疾病进行远程微创治疗的新型医疗技术。他以其低出血量、低创伤、低痛苦等优点得到了越来越广泛的应用。  但是同样存在着诸多不足,限制着血管介入手术的继续发展:手术对医生的经验和技术依赖性较高;手术现场的X射线对医生伤害严重;手术效率和安全性较低;导丝定位精度低,医生培训周期较长。针对以上不足,本文设计了一款可以辅助医生完成手术操作的新型主从介入手术机器人。  首先,通过咨询医生、医院考察、手术过程实录,进行手术过程规划。通过手术过程规划,提出了机器人机械结构设计方案、硬件结构和软件流程图。  其次,根据手术过程规划、系统设计方案,本文提出了一款带有力反馈的主从式血管介入手术辅助装置。装置主要包括导丝输送机构,导管输送装置和医生模拟装置。  再次,研究了主从介入手术机器人的硬件和软件组成。根据辅助装置结构特点和血管介入手术的特点,进行了电机控制平台搭建和信号采集系统设计。根据机器人手术规划,提出了主从控制方案:手术室外医生现场操作,手术室内机器人执行手术来完成手术过程;手术中室内外运动信号的传递是通过局域网实现,手术中导丝(管)运动的控制是通过电机、电磁铁的控制实现。在windows系统下通过VC++软件进行控制系统软件设计以完成手术操作。  最后通过力传感器实际标定,得到触力传感器的实际参数;通过机械、光电和激光位移传感器的位移检测数据进行统计分析、综合评估,得到最优传感器;从而完成整个系统的搭建。
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