收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

面向微创手术机器人系统的缝合打结行为研究

王惠娟  
【摘要】: 为了解决受限空间下微创手术机器人辅助缝合打结难以操作等问题,本文针对支撑喉镜下的微创喉部手术,开展机器人辅助缝合打结行为研究。本文的主要内容和成果如下: 1.机器人辅助微创外科手术中缝合打结的动作分析及其抽象。 本文分解了微创手术中的缝合打结动作,并将其抽象为“移动到某位置“旋转/调整姿态”、“夹持”、“推/压”、“拉/牵引”和“松开”六种基本动作的组合。本文分析了微创手术缝合打结操作中所用基本动作的频率,作用有效时间,和对力、操作空间及手术工具等的要求。 2.手术纽结的数字化表示:数字编码矩阵。 根据打结操作的动作分析和纽结理论,建立了有向纽结模型,将手术纽结看作不同次序和方向的结扣组合。将单个结扣中交叉点类型、缠绕数、两个缝合线段的相互位置和几何拓扑关系等信息,按照一定规则组成结扣的数字编码矩阵。手术纽结编码矩阵是所组成结扣的编码矩阵的并。本文提出的数字化手术纽结表示方法有利于机器人识别所打纽结的状态。 3.受限手术空间下的缝合路径规划和弯曲扭转打结算法。 针对缝合中影响操作空间的最主要因素,对缝针在组织内的路径进行了规划。对于打结操作,提出通过工具沿其轴向的移动和自转,引起缝合线弯曲、扭转变形而形成线圈的弯曲扭转打结方法。基于缝合线曲带模型和相关纽结理论分析证明该方法可行而稳定。在此基础上提出弯曲扭转打结算法,利用工具两颚弯曲和工具自转自由度完成形成简单结和纽结张紧。该缝合路径规划和打结算法能够应用于机器人辅助支撑喉镜喉部微创手术,具有重要的临床价值。 4.微创手术机器人辅助的缝合打结仿真和实验研究。 基于“妙手”系列手术机器人,系统进行了相关仿真和实验研究,对弯曲扭转打结方法的影响因素进行了分析和评价,验证了缝合路径规划、纽结的数字编码矩阵和弯曲扭转打结算法的可行性和有效性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘相术;杨庆东;;基于PMAC的液下搅拌机器人控制系统的研究[J];微计算机信息;2006年08期
2 刘溯奇;郝卫东;林添成;杨谋刚;;基于嵌入式的视觉巡线机器人系统设计[J];工程设计学报;2008年02期
3 潘水苗;蒋静坪;;两机器人的分级协调变结构控制[J];控制与决策;1992年04期
4 陈胜军;面向工业机器人系统的可靠性预测方法研究[J];数学的实践与认识;2005年10期
5 张新予;匡以顺;;七自由度浮渣铲除机器人的运动学正逆解研究[J];装备制造技术;2007年01期
6 余月;王共先;;机器人经皮肾镜手术模拟演示系统的研制[J];现代泌尿外科杂志;2009年01期
7 ;中厚板焊接机器人系统(六)[J];现代焊接;2009年11期
8 ;昆山华恒机器人焊接系统应用(一)[J];现代焊接;2010年02期
9 杜祥民;张永寿;;达芬奇手术机器人系统介绍及应用进展[J];中国医学装备;2011年05期
10 岑琴;刘丽娜;叶依如;;多Agent的机器人系统在图书归类中的应用[J];计算机系统应用;2011年08期
11 周文华 ,赵雁南 ,王家钦;SERCOS总线及其在机器人系统中的应用[J];电子技术应用;2001年10期
12 白学普;;导管阀自动喷印机器人系统研究[J];国内外机电一体化技术;2001年02期
13 李浩,吴凯,陈武,黄龙杰;基于模糊控制的侦查机器人的设计[J];机电工程技术;2005年11期
14 刘相术;杨庆东;;基于VC的液下搅拌机器人控制软件的开发[J];北京机械工业学院学报;2006年01期
15 夏平;朱新坚;费燕琼;;一种新型的自重构模块机器人[J];上海交通大学学报;2006年03期
16 李廷春;李琳;张铁;;基于可靠性分析的机器人系统故障维修系统[J];现代制造工程;2006年12期
17 陈菊萍;于莲芝;史坡;李蛟;;呼吸参数监测机器人系统的气压伺服控制[J];微计算机信息;2007年26期
18 陈强;桂仲成;;无轨道式水轮机叶片坑内修复机器人[J];东方电气评论;2007年04期
19 张静;刘永均;李柏林;;机器人系统多学科协同优化设计[J];机械设计与研究;2008年05期
20 丛德宏;耿智;郝丽娜;;面向用户的智能机器人控制与调试工具研发[J];机器人技术与应用;2009年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谢松钿;苏国岚;萧胜文;林冠良;;模组化机器人系统之设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 徐琰;;分布式控制系统在排爆机器人中的应用[A];2010中国消防协会科学技术年会论文集[C];2010年
3 黄坤;曹利;曾孔庚;田心宽;耿国庆;;机器人在LF炉测温取样系统上的成功应用[A];中国计量协会冶金分会2011年会论文集[C];2011年
4 陈卫东;唐得志;王洪瑞;;基于模糊变结构的机器人自适应神经网络控制[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
5 杨淮清;肖兴贵;姚栋;方兴;;一种实用化水面救援机器人系统研究[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(上册)[C];2008年
6 李丽霞;赵悦;宋烽;;Da Vinci S机器人系统对手术护理工作的挑战[A];全国第十一届手术室护理学术交流暨专题讲座会议论文汇编(上)[C];2007年
7 梁萍;鲁通;王旸;任贺;;机器人引导与微波消融技术[A];2008年医疗仪器学术年会暨理事会论文汇编[C];2008年
8 黄壮士;;机器人手术在微创食管外科的应用现状[A];中国第九届全国食管癌学术会议论文集[C];2009年
9 陈卫东;王海涛;王洪瑞;;基于模糊观测器的不确定机器人滑模变结构控制[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
10 郭勇;;焊接机器人系统的应用[A];中西南十省区(市)焊接学会联合会第九届年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王惠娟;面向微创手术机器人系统的缝合打结行为研究[D];天津大学;2010年
2 张鹤;脊柱微创手术机器人系统(遥控型)及关键技术研究[D];第三军医大学;2012年
3 刘浩;导管机器人系统的建立及其关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 刘罡;多节履带式搜索机器人及其运动策略研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 孙银山;基于三维超声图像的穿刺手术机器人辅助系统研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
6 赵子健;机器人辅助全膝关节置换手术系统的研究及其在临床前的应用[D];上海交通大学;2009年
7 董九志;带有主被动关节的辅助腹腔镜手术机器人研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 魏娟;煤矿救援机器人系统运载车关键技术研究[D];西安科技大学;2011年
9 李允旺;矿井救灾机器人行走机构研究[D];中国矿业大学;2010年
10 白殿春;下肢康复训练机器人控制策略与康复评价方法研究[D];沈阳工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 严霞;基于ZigBee无线传感网络的动物机器人系统MP3音频自嵌入方法研究[D];中国科学技术大学;2010年
2 苏鹏;仿生机械系统的无源动态运动综合[D];北方工业大学;2011年
3 李雪;导管导丝介入手术机器人系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 朱琇琪;饰品研磨机器人系统的研究[D];上海交通大学;2011年
5 孙继武;基于多智能体机器人系统的实时通迅研究[D];南京理工大学;2002年
6 杨跃;基于ARM与Linux的排爆机器人系统设计[D];华南理工大学;2010年
7 薛匡正;脑控机器人系统运动控制算法研究[D];大连理工大学;2010年
8 赖锡煌;基于ADAMS虚拟平台的多关节机器人动力学分析[D];北方工业大学;2005年
9 张小冰;基于模仿的机器人编程技术研究[D];上海交通大学;2007年
10 刘召彤;基于虚拟现实技术的机器人按摩示教系统[D];山东建筑大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 薛严;韩选定10个新概念机器人研发项目[N];科技日报;2011年
2 本报记者 李响;唐山抓住机器人机会[N];计算机世界;2011年
3 邸力 陈建旭;唐山高新区机器人产业发展迅猛[N];中国高新技术产业导报;2011年
4 记者 桂运安;“机器人世界杯”科大摘金夺银[N];安徽日报;2011年
5 裴利云 田秋月 赵志远;高新区崛起机器人产业[N];唐山劳动日报;2011年
6 记者 张培发 曹斯 通讯员 郭业敏 邹莹;“广东造”智能手术机器人有望三年内进入临床试验[N];南方日报;2011年
7 邸力 陈建旭;抢占战略性新兴产业的前沿阵地[N];唐山劳动日报;2011年
8 记者 姜靖;我极地科考低空飞行机器人系统研制获突破[N];科技日报;2010年
9 常丽君;美日专家带机器人展开沿岸检查[N];科技日报;2011年
10 记者 顾泳 通讯员 陈冯;达芬奇机器人善用“柳叶刀”[N];解放日报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978