机器人辅助软组织针穿刺作用机理及操控技术研究

项目名称： 机器人辅助软组织针穿刺作用机理及操控技术研究

项目编号： No.51165040

项目类型： 地区科学基金项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 机械工程学科

项目作者： 高德东

作者单位： 青海大学

项目金额： 50万元

中文摘要： 软组织针穿刺技术是近年来兴起的机器人辅助微创外科医疗领域的重要组成部分，有着大量的临床应用需求。靶点位置变动和针穿刺运动轨迹的不确定性而引起的穿刺误差，限制了针穿刺手术的广泛应用，而机器人辅助操控穿刺针是解决此问题的理想途径。 本项目深入分析针和软组织之间的作用力，研究软组织针穿刺作用机理，确定软组织材料力学性能参数，计算软组织变形量和针挠曲量；在此基础上，建立针穿刺误差预测模型，规划术前穿刺针的运动轨迹，研究软组织针穿刺控制策略，建立机器人操控运动学模型，提出穿刺过程中的实时力反馈模型和误差补偿方法，研制机器人辅助针穿刺系统和相关技术设备；最后，对软组织针穿刺过程进行仿真，建立软组织针穿刺实验平台，使用机器人辅助系统完成软组织针穿刺实验。 本项目可以解决机器人辅助针穿刺系统的关键技术，是国际医疗机器人研究领域的前沿，在各种微创外科手术中有着广阔的应用前景，具有重要的理论价值和现实意义。

中文关键词： 针穿刺软组织；软组织变形；虚拟仿真；针体运动学；针体路径规划

英文摘要：

英文关键词： needle insertion into soft tissue；soft tissue deformation；virtual simualtion；kinematics of flexible needle；path planning for flexible needle