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摘要
微创血管介入手术是治疗冠心病的重要治疗手段,手术中要求对导管、导丝等介入器械高精度递送.得益于机器人技术的高精度、可远程操作等特点,血管介入手术机器人的研制受到了极大关注.在微创血管介入手术中,按导管或导丝远端所处血管部位,将介入器械递送过程分为三个阶段:1)主动脉阶段:导丝或导管远端位于主动脉,需快速前送,以减少X射线和造影剂的使用;2)冠脉入口阶段:导丝或导管远端进入冠脉,此时需选择相应的病变冠脉分支;3)冠脉病变阶段:导丝或导管远端位于狭窄病变部位,需要高精度操作才能使导丝或导管穿过狭窄病变.针对器械递送的不同阶段,提出具有运动缩放的主从控制方法,通过改变血管介入手术机器人主端和从端之间的运动缩放关系,实现机器人从端对主端操作的放大、缩小或等比例复现.通过在微创血管介入手术机器人平台实验,验证了机器人从端对主端操作缩放的可行性和有效性.通过操作时间和操作精度对比分析得到:在缩放因子为4时操作时间减少39.9%;在缩放因子为1/4时,平移和旋转操作精度分别提高72.9%和77.1%.
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单位复杂系统管理与控制国家重点实验室; 中国科学院自动化研究所
