腹腔手术机器人主手操作中的疲劳研究及主手台改进设计

发布时间：2021-07-28 01:54

　　机器人辅助微创手术是未来医疗领域的一个必然趋势,其中,腹腔手术机器人具有可靠性高、手术创面小等优点,其应用范围广泛、前景大好。但本文调研显示操作腹腔手术机器人主手时医生上肢肌肉的紧张程度较高,易带来疲劳伤害,对手术造成不利影响。故本文基于表面肌电信号（EMG）研究肌肉疲劳,重点关注手术中医生的主观不适感,构建肌肉疲劳与主观疲劳的关联度模型,根据计算结果对腹腔手术机器人的主手台进行改进设计,对降低医生主手操作时的疲劳程度方面有较高的参考价值,具有重要的实际应用意义。本文利用手术机器人通用型Phantom主手设计能反映医生手术操作的虚拟套环实验,基于表面肌电信号采集三角肌、肱二头肌、肱桡肌的MPF、MF、ZRC等肌电指标,采用MPF波动曲线的一阶拟合斜率p作为主要肌肉疲劳特性参数。结合主观疲劳RPE值针对测量肌肉及其交互作用设计正交试验模型,由Matlab编程,对模型结果进行离差计算及F检验最终得到关联度R值。由主手操作中差异肌肉疲劳与主观疲劳关联度的计算结果可知,实验时受试者的主观疲劳主要是由于三角肌的疲劳引起的（R=2.997,合并误差后R=2.654≥1）,即三角肌的疲劳相比其他用力... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

传统腹腔手术操作环境Figure1-1traditionalabdominalsurgeryoperatingenvironment

第一章绪论4(1)ZEUS外科手术机器人ZEUS是第一代真正意义上完整的主从操作外科机器人系统，如图1-2，完成了多例动物及人体胆囊切除实验，其中包括著名的“林德伯格手术”[3]，验证了超远程进行精细手术的可行性。它主要贡献在于消除操作时由于医生手部抖动产生的手术误差，使定位更加精确稳定。图1-2ZEUS手术机器人系统Figure1-2ZEUSSurgicalrobotsystem(2)DaVinci微创外科手术机器人IntuitiveSurgical公司研发的DaVinci机器人可作为当代最成功的商用手术机器人代表，其系统使临床医师的手术能力在众多方面都得到长足提高，将精准外科手术推向新的高度，是目前应用最广泛、技术最成功的手术机器人[4-5]。DaVinciSi是目前国内应用的最新型号设备，主要设备由医师控制台(a)、机械臂操作台(b)和影像处理台(c)组成，如图1-3。图1-3DaVinci手术机器人三大组成部分(a)主刀医生控制台；(b)机械臂系统；(c)成像系统Figure1-3Doctor"sOperatingTable(a),Roboticarmsystem(b),Imagingsystem(c)arethreeComponentsofDaVincisurgicalrobotsystem

第一章绪论4(1)ZEUS外科手术机器人ZEUS是第一代真正意义上完整的主从操作外科机器人系统，如图1-2，完成了多例动物及人体胆囊切除实验，其中包括著名的“林德伯格手术”[3]，验证了超远程进行精细手术的可行性。它主要贡献在于消除操作时由于医生手部抖动产生的手术误差，使定位更加精确稳定。图1-2ZEUS手术机器人系统Figure1-2ZEUSSurgicalrobotsystem(2)DaVinci微创外科手术机器人IntuitiveSurgical公司研发的DaVinci机器人可作为当代最成功的商用手术机器人代表，其系统使临床医师的手术能力在众多方面都得到长足提高，将精准外科手术推向新的高度，是目前应用最广泛、技术最成功的手术机器人[4-5]。DaVinciSi是目前国内应用的最新型号设备，主要设备由医师控制台(a)、机械臂操作台(b)和影像处理台(c)组成，如图1-3。图1-3DaVinci手术机器人三大组成部分(a)主刀医生控制台；(b)机械臂系统；(c)成像系统Figure1-3Doctor"sOperatingTable(a),Roboticarmsystem(b),Imagingsystem(c)arethreeComponentsofDaVincisurgicalrobotsystem


本文编号：3306968