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机器人脊柱外科手术系统的安全性分析与控制
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上传时间: 2021-03-31
详细说明：在许多整形外科手术中，特别是在脊柱外科手术中，螺旋路径钻Kong是最常见且高风险的操作之一。 在脊柱外科手术期间，将骨螺钉从狭窄的椎弓根插入椎体。 此过程中的任何故障都会伤害患者的重要血管和神经。 本文分析了使用机器人脊柱外科手术系统（RSSS）的两个安全问题：运动控制和实时操作控制。 对于RSSS的安全运动控制，开发了两种模式：用于定位的协作控制模式和用于精确调整方向的微调模式。 提出了一种用于力/转矩传感器的自动校准算法，以消除重力影响。 指导虚拟固定装置（GVF）和禁区虚拟固定装置（FRVF）用于限制RSSS的移动。 为了防止RSSS越过约束面并伤害患者的身体，建议使用阻尼区域虚拟固定装置（DRVF）。 在路径钻进过程中，提出了一种状态识别算法来模拟外科医生在手术过程中手部的感觉。 基于力特征提取和状态识别算法，识别出钻Kong过程中的5种状态，并找到控制点，即钻Kong的停止点。 进行实验以验证DRVFs在RSSS的运动控制，椎弓根钻Kong的状态识别和安全控制中的作用。
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