一种新型微创伤腹腔镜手术机器人系统

目前以达芬奇手术机器人为代表的腹腔镜手术机器人仍无力反馈功能,医生操作时无法感受到机器人与环境交互的力信息。该文在主端医生控制台、立体视觉子系统和从端患者手术平台的基础上,引入多维器械力反馈技术和基于力反馈的安全保护策略,且实现了全状态手术的力感觉功能,可有效提高手术的安全性。多例不同术式活体动物“猪”实验出血量的减少,有效验证了新型机器人系统的力反馈功能和手术安全保护策略的有效性,为进一步临床应用奠定了基础。

基于双编码器设计的机器人关节定位精度分析

机器人关节绝对定位精度受到多种因素影响,往往很难获得较高的关节定位精度,从而影响整个机器人的精度。介绍一种基于双编码器设计的机器人关节,该设计中包含电机端的增量式角度编码器以及减速机输出端的绝对值角度编码器,分别用于提高关节的转速控制精度及绝对转角控制精度。该关节形式对于机器人整臂绝对定位精度的提高具有十分重要的意义。

基于PE-Vnet网络的三维骨骼图像分割方法

针对骨骼图像手动或半自动分割效率低的问题,提出了一种基于PE-Vnet网络的三维骨骼图像自动分割方法。该方法以骨骼CT图像序列作为输入,利用三维卷积提取骨骼的三维特征,结合3D Project&Excite(PE)模型对三维特征进行重标定,抑制了与骨骼分割任务无关的特征。设计了具有动态权重的损失函数,解决了训练样本数据前景和背景信息分布不均衡的问题。分别在自建数据集和Peréz-Carrasco等公开的数据集上进行了实验,分割结果的相似系数Dice值在自建数据集的股骨和胫骨实验分别为96.22%和95.68%,在公开数据集实验的Dice值为94.16%。实验结果表明,提出的方法在两个数据集上分割的结果皆接近于临床专家手动分割的结果,研究成果为骨科疾病的诊断和手术计划制定提供了新的参考。

三维电子腹腔镜系统

该文介绍了一款三维电子腹腔镜系统,包含三维电子腹腔镜、内窥镜图像处理器两大部分。三维电子腹腔镜采用双光路结构,能够实时采集手术区域的三维信息。通过选择合理初始结构,优化后物镜的MTF曲线接近衍射极限,畸变小于25%。内窥镜图像处理器采用GPU方式可实现1080P、30Hz高清图像实时处理。目前,该产品已实现了量化生产,并且进行了多例动物试验,具有广泛的应用前景和显著的临床应用价值。