腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù)機器人運動系統(tǒng)研究.pdf

1、腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù)機器人在醫(yī)療領(lǐng)域的廣泛應用，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)機器人的諸多優(yōu)勢，針對此類機器人系統(tǒng)的開發(fā)已經(jīng)成為世界各大科研機構(gòu)和高等院校研究工作的熱點問題。本文結(jié)合項目組自行研制的腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù)機器人系統(tǒng)，對機器人運動系統(tǒng)展開研究。主要工作包括以下內(nèi)容：
　　 1、結(jié)合所研制的機器人系統(tǒng)的特點與操作要求，在主操作手和從操作手運動學模型基礎上，對運動學模型進行了仿真分析，設計

2、了基于運動學模型實現(xiàn)異構(gòu)結(jié)構(gòu)達到同構(gòu)結(jié)構(gòu)實際控制效果的主從異構(gòu)映射算法；并針對機器人系統(tǒng)主從操作的特點，定性分析了主從操作中存在的誤差，設計了減小誤差的方法。
　　 2、針對腹腔鏡持鏡臂(圖像臂)在手術(shù)中的輔助運動特性，結(jié)合項目的實際需要，建立了圖像臂的運動學模型；同時針對圖像臂的運動特點，提出了基于切入點的運動控制算法，并進行了一系列MATLAB仿真分析和臨床實驗研究；進一步完成了主操作手對圖像臂運動控制算法。
　　

3、3、設計了運動坐標系和圖像坐標系實時空間映射算法，解決了由于醫(yī)生手術(shù)操作和通過腹腔鏡觀察到圖像運動不一致的問題；進而在實驗中驗證了映射算法的正確性。
　　 4、結(jié)合主從操作的特點，完成了主從操作重復定位精度測量實驗。在試驗中對采集到的空間坐標序列，應用最小二乘法對數(shù)據(jù)進行分析；并系統(tǒng)地介紹了手術(shù)機器人針對實驗對象(豬)的膽囊切除和縫合手術(shù)。
　　 以上工作是項目組研制的腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù)機器人系統(tǒng)的一部分，這部分功能在機器人