前列腺靶向放疗机器人系统设计及实验研究

作     者：梁艺 汪步云 陈友东 许德章 LIANG Yi;WANG Buyun;CHEN Youdong;XU Dezhang

作者机构：安徽工程大学机械工程学院安徽芜湖241000 芜湖安普机器人产业技术研究院安徽芜湖241007 北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100083 

出 版 物：《华中科技大学学报（自然科学版）》 (Journal of Huazhong University of Science and Technology(Natural Science Edition))

年 卷 期：2020年第48卷第12期

页      面：13-19页

核心收录：

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61741101) 安徽省重点研发计划资助项目(202004a05020013) 安徽省高校自然科学研究项目(KJ2018ZD014,KJ2019A0155,KJ2019A0147) 安徽工程大学创新团队项目 安徽工程大学引进人才科研启动基金项目(2017YQQ008) 

主　　题：前列腺 靶向放疗 机器人系统 定位机构 人机交互 

摘      要：针对截石位临床手术特点和介入性机器人干预系统的严苛要求,设计了悬臂关节式靶向放疗机器人系统.根据机器人结构约束条件,提出了定位机构的尺寸优化算法和重力矩补偿机制,以改善悬臂关节驱动能耗和运动平稳性;设计了末端力感知粒子植入机构及硬件电路,采集信号用于进针过程力反馈.根据介入性靶向置针医师在环要求,设计了机器人控制系统,提出了融合粒子植入规划、虚拟安全平面进针控制、粒子植入自动循环的人机交互方法.进行了机器人悬臂关节力矩补偿效果及假体模型的半自主植入实验验证,实验结果表明该机器人系统具有较好的粒子植入精度和效率以及人机协作特性.