基于力信號的機器人輔助穿刺技術(shù)研究.pdf

1、在機器人輔助針穿刺手術(shù)中，針尖與組織之間的相互作用力十分復雜且難以測量，給穿刺機器人的精確控制帶來巨大的挑戰(zhàn)，開展相關(guān)研究具有重要意義。在這里，利用光纖傳感器實時測量針尖穿刺力，實現(xiàn)機器人穿刺過程中組織類型的在線識別及進針控制。論文主要完成了以下工作:
　　首先，利用光纖力傳感器獲取穿刺過程中針尖力信號，結(jié)合組織特性分析針受力特點，選用Mallat算法對這些力信號進行小波變換和分析，實現(xiàn)軟組織類型在線識別和邊界界定。
　　然

2、后，選擇Simone模型，建立針尖位置和力的關(guān)系公式，據(jù)此分析機器人進針策略及穿刺過程中影響偏差的因素，根據(jù)穿刺力信號特點及軟組織類型與邊界界定結(jié)果，設計穿刺機器人的進針控制策略，利用PID控制率，實現(xiàn)針尖的力控制。
　　最后，在機器人輔助針穿刺實驗平臺上，對新鮮的豬的肝臟和肋條組織進行穿刺實驗，對所設計的穿刺控制策略進行驗證，實驗結(jié)果說明了小波變換算法對軟組織類型和邊界界定的有效性，以及基于針尖力信號反饋的機器人輔助穿刺控制在避