脊柱手术机器人微动感知器及实时力感知控制研究

项目名称： 脊柱手术机器人微动感知器及实时力感知控制研究

项目编号： No.61175124

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 胡颖

作者单位： 中国科学院深圳先进技术研究院

项目金额： 58万元

中文摘要： 常规临床手术中医生的手感往往决定手术成败，因此研究手术机器人的实时力感知有重要的临床意义。本项目以高精准高感知脊柱手术机器人末端微动感知器及其安全控制为研究目标，重点对基于微动并联机构的感知器的构型进行研究，提出利用机构耦合自由度使3自由度机构实现5自由度功能，实现术中实时动静态多方位力信号采集及微位姿调整。本项目将依循小牛骨-青壮年骨-差异性骨样本三个层次开展研究，进行经验模型、生物力学模型、安全控制模型的建立和分析；对手术操作过程建立分段（弹性力、切削力和摩擦力阶段）经验模型；基于生物力学模型重点对骨皮质与骨松质之间过渡区域进行研究，并考虑入路姿态角、钻偏和钻透等多种情况，通过人为设定的错误规划测试并检验其安全控制模型和算法的有效性。本项目对其它需要灵巧操作和高度力感知的手术机器人具有广泛适用性，对提高手术机器人的多重感知性、安全性和操作稳定性具有重要的理论研究和应用价值。

中文关键词： 脊柱手术机器人；椎弓根螺钉内固定术；微动并联机构；术中感知；安全控制

英文摘要：

英文关键词： Spinal surgical robot；Pedicle screw internal fixation；Micro parallel mechanism；Intraoperative perception；Safety control