智能內(nèi)窺鏡微創(chuàng)手術(shù)器械導航研究與實現(xiàn).pdf

1、機器人輔助微創(chuàng)手術(shù)技術(shù)融合了機械、電子、控制、傳感器、生物醫(yī)學、圖像處理等多學科尖端技術(shù)，也是世界醫(yī)學界的一個共同目標，就像在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域使用機器人代替人類勞動一樣，在醫(yī)療手術(shù)過程中使用手術(shù)機器人代替醫(yī)生可以長時間實施精準手術(shù)，當然這是建立在醫(yī)用機器人系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性能夠滿足要求的基礎上。 本文以實現(xiàn)醫(yī)用內(nèi)窺鏡的彎曲狀態(tài)檢測為主要目標，借助嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)基本的遠程信息傳輸，實現(xiàn)基于嵌入式系統(tǒng)上的數(shù)字信號濾波算法及，大量信息存

2、儲等工作。硬件系統(tǒng)設計實現(xiàn)了基于混合信號微處理器MSP430FG461 8的檢測控制電路設計和基于S3C2410的嵌入式系統(tǒng)設計。檢測控制電路主要實現(xiàn)傳感器信息檢測，獲取第一手數(shù)據(jù)資料，嵌入式系統(tǒng)部分主要負責實時數(shù)據(jù)濾波，數(shù)據(jù)保存和遠程傳輸。 由于此設備將使用在醫(yī)療手術(shù)過程中，硬件系統(tǒng)既包含數(shù)字信號又包含大量模擬信號，而且數(shù)字信號中還有高速數(shù)字信號，因此，在硬件系統(tǒng)設計時，應充分考慮其抗干擾和抗電磁輻射的能力，并要防止其對其他設

3、備的干擾。 結(jié)合課題研究要求，本論文完成的主要工作有包括：硬件電路設計，嵌入式軟件設計和濾波器嵌入式算法設計、仿真及其在嵌入式系統(tǒng)的移植。硬件部分設計部分包括差分放大電路設計，硬件濾波器設計，數(shù)據(jù)采集和嵌入式系統(tǒng)設計。軟件設計部分主要完成了數(shù)據(jù)采集程序設計和基于ARM-L1NUX嵌入式操作系統(tǒng)移植等。并結(jié)合嵌入式系統(tǒng)中硬件資源和運算能力有限的特點，在嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)了卡爾曼濾波算法。 最終，提出了幾個進一步進行研究的方向