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鼻腔异形空间数学建模及鼻内窥镜手术辅助机器人研制

李克勇  马培荪  
【摘要】:机器人辅助手术技术已在医疗临床各领域飞速发展,而鼻内窥镜手术辅助机器人还是一个崭新的研究领域。针对这一手术对象首先建立人体鼻腔复杂异形空间的数学模型,再以该模型为工作空间解析了术者左手运动轨迹,进行了机构的精确综合,提出了由 RRRP 串联空间机构组成的手术机器人臂。该机构在构形上的独特之处在于所夹持内窥镜的延长线通过一个转动副 (R3)的转动中心,这保证了内窥镜视角范围可控且达到最大。为了保证精确定位和安全操作,引入了磁传感和力传感系统。为了便于操作,采用了语音识别控制系统。该系统可采用二种模式,即定人语音识别和单纯声频控制模式。我们所建立的鼻腔空间数学模型将为鼻腔疾病的数字化诊治提供了理论基础。我们研制的能在鼻腔内安全工作的四自由度鼻内窥镜手术机器人将使鼻腔内窥镜手术方式发生一个巨大的变革。它能有效地减少病人手术时间和出血量,降低并发症发生率,减少病人的手术痛苦,其应用前景非常广阔。

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