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

1、隨著醫(yī)學技術(shù)的發(fā)展和機器人技術(shù)的不斷革新,將微創(chuàng)外科手術(shù)機器人技術(shù)應用于外科手術(shù)中已成為醫(yī)療機器人領域最為熱點的課題。盡管在微創(chuàng)外科手術(shù)機器人研究領域,國內(nèi)外都已經(jīng)取得了廣泛的成功和進展,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)過程中操作者的實際輸入信息與預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。鑒于當前的震顫抑制方法大多數(shù)是將震顫信號弱化后進行線性辨識,或

2、采用網(wǎng)絡式結(jié)構(gòu)對其進行非線性辨識,未能客觀地刻畫震顫特征,導致現(xiàn)有的震顫抑制方法具有很大的局限性,因此如何設計新型智能震顫濾波器已成為控制理論學科面向醫(yī)療外科手術(shù)領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)的特點設計了主從式微創(chuàng)手術(shù)機器人震顫抑制系統(tǒng),提出了兩種不同類型的震顫自適應濾波器,并針對各種操作環(huán)境進行了性能分析與對比。
　　 首先,針對微創(chuàng)手術(shù)機器人特征,深入研究了主從式微創(chuàng)外科手術(shù)機器人的運

3、動學相關(guān)理論和自適應濾波理論,建立了主從機械臂運動學模型,設計了帶有震顫抑制模塊的主從式微創(chuàng)手術(shù)機器人系統(tǒng),并詳細闡述了各功能模塊的作用。
　　 其次,針對手部震顫的特征以及微創(chuàng)手術(shù)的特點,提出了模糊小波神經(jīng)網(wǎng)絡震顫自適應濾波器和基于最小二乘支持向量機震顫自適應濾波器,詳細闡述了兩種震顫抑制裝置的物理模型、數(shù)學模型以及算法實現(xiàn)。
　　 最后,基于MATLAB7.1開發(fā)平臺,針對不同的手術(shù)操作環(huán)境對本文所提的震顫自適應濾波