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本文的主要研究内容包括:
1、构建了机器人辅助高强度聚焦超声手术系统
手术系统分为决策诊断系统、控制系统和执行机构三部分。决策系统送出治疗方案,控制系统将方案转化成的指令送达执行机构即手术平台,由手术平台执行最后的手术动作。具体部件包括术前检查用的CT、MRI等设备,进行手术规划和发出控制指令的主机系统,控制箱(含动力源),机器人手术平台(执行机构),以及用于传输信息的各种接口和总线,它们共同组成一个闭环系统。
2、设计出较为清晰的机器人辅助手术流程
根据HIFU手术的特点将整个流程分为术前、术中、术后三个阶段,明确指出了每个阶段需要进行的工作和步骤,着重讨论了流程中的术前规划(定位规划和路径规划)阶段的相关问题。
3、设计开发了应用于高强度聚焦超声手术的机器人手术平台
这是一个拥有八个自由度的冗余双机器人系统,可以实现手术定位和进行手术。本文还抽象出机器人系统的运动学模型,计算出了工作空间。
4、重构出病例肿瘤模型和体廓模型
应用可视化技术,成功重构出肿瘤模型体廓模型,解决了手术过程中的机器人操作目标区域的确定问题,同时也可以用于手术模拟和手术时的实时显示。