| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第12-37页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第12-13页 |
| 1.2 手术机器人的国内外研究现状 | 第13-30页 |
| 1.2.1 面向头、颈外科手术的医疗手术机器人 | 第14-17页 |
| 1.2.2 面向骨科手术的医疗手术机器人 | 第17-19页 |
| 1.2.3 面向微创腹腔镜手术的医疗手术机器人 | 第19-23页 |
| 1.2.4 面向血管介入手术的医疗手术机器人 | 第23-25页 |
| 1.2.5 面向穿刺类手术的医疗手术机器人 | 第25-30页 |
| 1.3 经皮穿刺类手术机器人的关键技术 | 第30-32页 |
| 1.4 穿刺类手术临床需求分析 | 第32-34页 |
| 1.5 颅颌面穿刺诊疗手术机器人系统要解决的主要问题 | 第34-35页 |
| 1.6 本文的研究思路和主要内容 | 第35-37页 |
| 第2章 面向三种颅颌面手术的穿刺诊疗手术机器人系统 | 第37-49页 |
| 2.1 概述 | 第37页 |
| 2.2 三种手术的临床需求分析 | 第37-41页 |
| 2.2.1 颌面肿瘤穿刺活检手术 | 第37-38页 |
| 2.2.2 颌面肿瘤放射性粒子植入手术 | 第38-40页 |
| 2.2.3 颅底三叉神经痛射频热凝手术 | 第40-41页 |
| 2.3 手术流程分析与布局 | 第41-43页 |
| 2.3.1 手术流程分析 | 第41-42页 |
| 2.3.2 手术布局分析 | 第42-43页 |
| 2.4 颅颌面穿刺诊疗手术机器人系统概述 | 第43-48页 |
| 2.4.1 系统构成 | 第43-46页 |
| 2.4.2 系统框架 | 第46-48页 |
| 2.5 本章小结 | 第48-49页 |
| 第3章 颅颌面穿刺诊疗手术机器人机构设计及优化 | 第49-75页 |
| 3.1 概述 | 第49页 |
| 3.2 颅颌面穿刺诊疗手术机器人机构总体方案设计 | 第49-56页 |
| 3.2.1 机器人设计性能要求 | 第49-51页 |
| 3.2.2 机器人总体设计流程 | 第51-52页 |
| 3.2.3 机器人机构设计建模环境 | 第52-53页 |
| 3.2.4 穿刺诊疗手术机器人虚拟样机 | 第53-56页 |
| 3.3 颅颌面穿刺诊疗手术机器人构型 | 第56-58页 |
| 3.3.1 机器人机构形式选择 | 第56-57页 |
| 3.3.2 机器人自由度和性能指标 | 第57-58页 |
| 3.4 穿刺诊疗手术机器人结构设计 | 第58-69页 |
| 3.4.1 机器人本体结构设计 | 第58-65页 |
| 3.4.2 末端机构通用接.设计 | 第65页 |
| 3.4.3 针对三种手术的末端执行器设计 | 第65-67页 |
| 3.4.4 机器人驱动电机选型 | 第67-69页 |
| 3.5 关键部件的校核与优化设计 | 第69-73页 |
| 3.5.1 基于有限元方法的机器人关键部件受力分析 | 第69-71页 |
| 3.5.2 机器人静力学优化 | 第71-73页 |
| 3.6 颅颌面穿刺诊疗手术机器人样机 | 第73-74页 |
| 3.7 本章小结 | 第74-75页 |
| 第4章 颅颌面穿刺诊疗手术机器人运动学分析与轨迹规划 | 第75-91页 |
| 4.1 概述 | 第75页 |
| 4.2 颅颌面穿刺诊疗手术机器人运动学分析 | 第75-85页 |
| 4.2.1 机器人坐标系的构建 | 第75-77页 |
| 4.2.2 正运动学分析 | 第77-79页 |
| 4.2.3 逆运动学分析 | 第79-82页 |
| 4.2.4 正、逆运动学验证 | 第82页 |
| 4.2.5 机器人工作空间分析 | 第82-85页 |
| 4.3 颅颌面穿刺诊疗手术机器人轨迹规划 | 第85-90页 |
| 4.3.1 轨迹规划方法 | 第85-86页 |
| 4.3.2 三次多项式差值算法 | 第86-88页 |
| 4.3.3 五次多项式差值算法 | 第88-90页 |
| 4.3.4 两种轨迹规划算法的比较 | 第90页 |
| 4.4 本章小结 | 第90-91页 |
| 第5章 基于力反馈的主从式控制系统设计与实现 | 第91-109页 |
| 5.1 概述 | 第91页 |
| 5.2 颅颌面穿刺诊疗手术机器人控制系统设计 | 第91-97页 |
| 5.2.1 控制系统功能要求 | 第91-92页 |
| 5.2.2 基于力反馈的主从式控制系统总体方案 | 第92-93页 |
| 5.2.3 基于力反馈的主从式控制系统算法 | 第93-95页 |
| 5.2.4 基于力反馈的控制系统安全性设计 | 第95-97页 |
| 5.3 基于CAN总线的本地控制系统设计 | 第97-108页 |
| 5.3.1 基于CAN总线的本地控制系统方案 | 第97-98页 |
| 5.3.2 基于CAN总线的本地控制系统硬件设计 | 第98-104页 |
| 5.3.3 基于CAN总线的本地控制系统软件设计 | 第104-105页 |
| 5.3.4 关节控制中采用的积分分离PID控制算法 | 第105-108页 |
| 5.4 本章小结 | 第108-109页 |
| 第6章 颅颌面穿刺诊疗手术机器人软组织穿刺斜偏控制 | 第109-122页 |
| 6.1 概述 | 第109页 |
| 6.2 软组织穿刺时的穿刺斜偏分析 | 第109-116页 |
| 6.2.1 穿刺针与软组织的相互作用 | 第109-110页 |
| 6.2.2 穿刺针弯曲引起的斜偏定量估计 | 第110-111页 |
| 6.2.3 软组织变形建模 | 第111-113页 |
| 6.2.4 补偿漂移量的穿刺路径规划 | 第113-114页 |
| 6.2.5 软组织穿刺实验 | 第114-116页 |
| 6.3 基于仿生行为的穿刺斜偏控制方法 | 第116-121页 |
| 6.3.1 蚊子穿刺皮肤的机理分析 | 第116-118页 |
| 6.3.2 基于仿生行为的穿刺实验 | 第118-121页 |
| 6.4 本章小结 | 第121-122页 |
| 第7章 实验研究 | 第122-137页 |
| 7.1 概述 | 第122页 |
| 7.2 实验系统 | 第122-123页 |
| 7.2.1 实验系统简介 | 第122-123页 |
| 7.2.2 测试设备简介 | 第123页 |
| 7.3 颅颌面穿刺诊疗手术机器人误差分析及参数标定 | 第123-128页 |
| 7.3.1 机器人误差分析 | 第123-124页 |
| 7.3.2 靶点映射误差分析及其减小措施 | 第124-125页 |
| 7.3.3 机器人参数标定实验 | 第125-128页 |
| 7.4 穿刺诊疗手术机器人定位精度测试 | 第128-131页 |
| 7.4.1 重复定位精度实验 | 第128-130页 |
| 7.4.2 绝对定位精度实验 | 第130-131页 |
| 7.5 颅颌面穿刺诊疗手术机器人系统功能测试 | 第131-136页 |
| 7.5.1 系统联调实验 | 第131-133页 |
| 7.5.2 模拟颌面肿瘤放射性粒子植入手术实验 | 第133-134页 |
| 7.5.3 尸头实验 | 第134-136页 |
| 7.6 本章小结 | 第136-137页 |
| 结论 | 第137-140页 |
| 参考文献 | 第140-152页 |
| 攻读博士学位期间发表论文与研究成果清单 | 第152-155页 |
| 致谢 | 第155-156页 |
| 作者简介 | 第156页 |
