基于仿真的外科手术机器人术前引导优化

摘要：

给出一种保证术中较高灵巧度、可达性和可视化指标的手术机器人布置方法，建立一个能够辅助医生完成手术机器人术前布置的虚拟现实系统。基于粒子群优化算法提出了引导手术切口布置和机器人摆位的方法，该方法不仅能够有效完成针对某一手术空间的摆位优化，还通过手术空间划分并赋予权值的方法来反映手术空间内部差异，在空间分割的基础上提出加权平均的全域各向同性和多臂协同性两个目标函数，分别反映机器人系统的单臂性能和三臂协作能力。该方法可以在兼顾手术机器人性能和手术空间内部差异的前提下直观地引导医生完成复杂的术前设置工作。实验证明，3只臂的灵巧度优化结果均高于不加权方法，三臂协作能力指标相对不加权方法提高25%～30%，而且优化结果能够优先满足手术空间内的重要区域。

关键词：机器人摆位、切口布置、空间细分、协作空间、粒子群优化

分类号：TP242.6(自动化技术及设备)

资助基金：国家863计划资助项目2009AA044001．

在线出版日期：2014-06-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：300-308