一种具有力检测机制的新型血管介入手术机器人

为了在机器人辅助远程介入手术中实现向医生提供高精度的力反馈,设计了一种具有力检测机制的新型血管介入手术机器人,其是一个主从控制系统,包括一个操作方便的主端装置和一个递送导丝/导管的从端装置。首先,设计了血管介入手术机器人的力检测机制,以实现轴向近端力的精准测量和径向夹紧力的感知。然后,基于血管介入手术机器人的动力学分析,设计了具有在线整定参数功能的模糊PID (proportional integral derivative,比例积分微分)控制器,以提高从端装置的递送精度和抗干扰能力,同时选择阶跃信号对所设计的模糊PID控制器进行仿真验证。最后,搭建血管介入手术机器人物理样机,并开展主从运动跟踪实验和轴向近端力、径向夹紧力检测评估实验。实验结果表明,该血管介入手术机器人具有[-0.31, 0.25] mm的运动跟踪误差,可检测平均误差为0.12 N的轴向近端力以及可感知0.47~4 N的径向夹紧力。研究结果验证了所设计血管介入手术机器人的鲁棒性以及其力检测机制的可行性,可为同类产品的设计和改进提供参考依据。

血管介入手术机器人的研究进展及前景分析

血管介入手术是治疗心脑血管疾病的一种重要手段,随着血管介入手术日益普遍,对介入诊疗的要求也越来越高,同时血管介入手术工作环境的特殊性会给医生带来较大的辐射威胁,血管介入手术机器人可以有效改善医生的工作环境,并且提供更稳定的操作,提高手术的成功率。该文主要介绍了当今血管介入手术机器人的研究现状、关键技术以及未来的应用前景。

微创血管介入手术机器人的力反馈与导丝定位精度分析

为解决现有微创血管介入手术机器人导丝定位精度低与力信息获取难的问题,提出了一种具有可以快速消毒、能获取导丝末端阻力、导丝定位精度高等优点的新型导丝递送机构。首先针对介入手术的实际需求,设计了一款血管介入手术机器人递送机构原型;然后进行了机器人系统的动力学模型简化与计算;最后设计了一种新型模糊滑模控制器,并在导丝递送位置性能测试实验平台上输入多种典型信号,对系统的导丝递送位置精度进行试验研究。试验结果表明,输入不同的正弦信号,所给出的控制器可以大幅度提高系统的导丝递送位置控制性能,对于提高微创血管介入手术机器人的安全保障机制提供了重要的参考和试验基础。

血管介入手术机器人系统综述

血管介入手术机器人能够辅助医生远程控制导管导丝进行手术,减少辐射危害,提高手术精度,缩短手术时间,已经成为医疗机器人的研究热点。本文介绍了国内外研究机构近年来设计的血管介入手术机器人系统。针对血管介入手术机器人中的导管设备、图像导航、力反馈、技能评测等关键技术分别进行分析,阐明该技术在血管介入手术机器人系统中的重要意义,探讨了关键技术的发展趋势,最后列举了血管介入手术机器人系统未来研究方向。本文能够使研究者了解血管介入手术机器人的系统结构,掌握关键技术的发展状况,为今后的研究方向提供参考。

血管腔内介入手术机器人导航系统研究进展

血管腔内介入手术机器人现已逐渐用于临床,可远程控制手术操作,使医师免受辐射,且手术精准度更高,并有助于缩短手术时长。如何完善触觉反馈及发展手术导航是血管腔内介入手术机器人领域的研究热点。本文就图像融合血管三维导航、电磁跟踪、血流动力学辅助导航及图像引导血管腔内介入手术机器人自主导航的原理及应用进行综述。

血管介入手术机器人推进机构的精度试验研究

精度是血管介入手术机器人系统的重要指标之一,受到图像导航精度,介入机器人系统精度和随机误差的综合影响。基于实验室开发的血管介入手术机器人推进机构,开展了一系列精度试验,并对试验结果进行分析,结果证明所开发的血管介入手术机器人推进机构满足精度设计要求,而后对机构的精度和误差来源进行了分析,得出了提高精度的若干措施,为此类机构的设计和改进提供了依据。

机器人辅助主动脉腔内修复术的进展

血管介入手术机器人在主动脉腔内修复术等领域具有显著优势,能提高操作精准性和操作效率。随着人工智能技术的发展,机器人辅助主动脉腔内修复术正朝着全流程自动化、高效率、高安全性方向发展。未来,通过构建手术评估、手术规划和手术导航三位一体的手术辅助模式架构,有望实现血管疾病治疗的精准化、智能化和微创化。