可重构的心动脉内介入手术机器人系统研究

基金项目类型：

国家自然科学基金

基金项目编号：

51575256

来源网站：

国家自然科学基金委员会

来源网址：

http://www.nsfc.gov.cn/

负责人：

陈柏

完成单位：

南京航空航天大学

中文关键词：

介入诊疗; 力反馈; 微创手术机器人; 可重构; 虚拟手术系统;

项目类型：

面上项目

语种：

中文

开始日期：

2016-01-01

结束日期：

2019-12-31

中文摘要：

本项目针对近心脏主动脉内介入操作需要，综合绳索驱动及形状记忆合金（SMA）驱动主动弯曲单元各自的优势，研究一种面向近心脏主动脉内介入操作需要的复合驱动的可重构的主动导管系统。该系统采用主从控制模式，导管头部由1个两自由度SMA驱动主动弯曲单元串联可控吸附单元组成，实现导管头端到达目标区域附近后的位置微调及固定；导管的大范围位姿调整及避障由3个以上两自由度绳驱动弯曲单元串联而成冗余系统来实现。项目将提出面向差异化介入手术环境的机器人导管系统结构与运动一体规划方法；基于空间算子代数和多体系统理论研究刚柔耦合系统递推动力学建模方法及避障规划算法；提出基于运动学参数精确辨识和标定的控制误差补偿方案；提出一种导管接触力测量方案，精确测量导管前端和侧壁与血管壁的作用力，快速辨识血管组织生物力学特性参数，并应用于虚拟辅助手术系统中，力反馈逼真度更高。项目将有效提升我国在高端医疗装备领域的话语权。