光学导航引导的手术机器人系统设计.pdf

"光学导航引导的手术机器人系统设计" 本文主要介绍了一种新型的光学导航引导的手术机器人系统的设计和开发。该系统通过将机器人技术和光学导航技术有机结合，旨在解决当前骨科手术中存在的问题，提高手术效率和安全性。 文章介绍了微创手术的发展和挑战。微创手术是外科手术技术发展的方向，旨在减少患者痛苦和出血，提高术后恢复速度。但是，微创手术技术在临床应用中面临各种困难，例如螺钉松动或断裂、神经和血管损伤等。计算机辅助手术技术的发展，为解决这些问题提供了可行的解决方案。 然后，文章介绍了机器人技术在外科手术中的应用。机器人技术可以提高手术的精度和安全性，但是在临床应用中也存在一些问题，例如临床适应证单一、患者术中的移动引起的定位偏差、人机交互、安全控制等。 光学导航手术系统是计算机辅助手术发展中的另一项重要的技术。该技术主要是利用光学跟踪装置实时跟踪手术工具和患者，并将二者的关系融合并映射到手术图像上，从而为医生提供手术引导信息。光学导航系统没有主动定位，手术容易受到医生操作的影响，因此应用范围也受到限制。 为了解决这些问题，文章提出了一个光学导航引导的手术机器人系统的设计。该系统通过将机器人技术和光学导航技术有机结合，旨在提高手术效率和安全性。该系统的设计主要包括以下几个方面：机器人技术、光学导航技术、系统设计和制造、精度试验和临床试验。 机器人技术是该系统的核心部分。机器人技术可以提高手术的精度和安全性，但是在临床应用中也存在一些问题，例如临床适应证单一、患者术中的移动引起的定位偏差、人机交互、安全控制等。为了解决这些问题，机器人技术需要与其他技术进行集成。 光学导航技术是该系统的另一重要部分。光学导航技术可以提供实时的三维空间定位信息，从而提高手术的精度和安全性。但是，光学导航系统没有主动定位，手术容易受到医生操作的影响，因此应用范围也受到限制。 系统设计和制造是该系统的关键部分。系统设计需要考虑到机器人技术、光学导航技术、软件开发和硬件制造等多个方面。系统制造需要考虑到生产工艺、材料选择和质量控制等多个方面。 精度试验是该系统的重要一步。精度试验需要设计专门的试验工装，以验证系统的精度性能。该试验结果表明，光学导航引导的手术机器人系统的定位误差小于1.0 mm，临床试验验证机器人辅助脊柱椎弓根钉手术的导针置入偏差明显小于常规的徒手方法。 临床试验是该系统的最后一步。临床试验需要验证系统的临床安全性和有效性。该试验结果表明，光学导航引导的手术机器人系统具备“手-眼”协同能力，实现骨科手术中手术路径的精确定位。 光学导航引导的手术机器人系统具有很高的应用价值，可以提高手术效率和安全性，解决当前骨科手术中存在的问题。但是，该系统还需要进一步的开发和完善，以满足临床需求。