新型血管介入机器人应用可行性初探 被引量：7

1

作者 陈政 沈毓 +7 位作者 陆清声 陈燕青 张昊 谢永富 孙羽东 陈冰 王坤东 景在平 《介入放射学杂志》 CSCD 北大核心 2018年第7期651-654,共4页

目的验证自主研究开发的新型机器人辅助血管腔内介入系统能否有效地完成血管介入治疗及支架植入的复杂操作过程。方法采用石英玻璃模型和成年雌性家猪,分别于体外、体内进行血管介入操作及自膨式支架植入实验,验证该新型机器人血管介入... 目的验证自主研究开发的新型机器人辅助血管腔内介入系统能否有效地完成血管介入治疗及支架植入的复杂操作过程。方法采用石英玻璃模型和成年雌性家猪,分别于体外、体内进行血管介入操作及自膨式支架植入实验,验证该新型机器人血管介入系统应用的有效性。结果体外实验显示,该机器人系统成功完成了远程血管介入操作和支架植入释放操作;体内实验显示,双侧髂动脉支架成形术在机器人辅助下顺利完成,术中及术后未出现夹层、穿孔等手术相关并发症。结论本中心研究开发的机器人血管介入系统可有效地完成远程介入操作及自膨式支架植入释放操作。 展开更多

关键词 血管介入 机器人 微创治疗

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机器人辅助血管介入治疗研究进展 被引量：12

2

作者 陈政 沈毓 陆清声 《介入放射学杂志》 CSCD 北大核心 2018年第1期1-4,共4页

传统血管介入手术依靠C形臂旋转及对比剂应用成像,存在3D图像信息丢失和加重肾脏负担问题,同时操作者在长期X射线暴露及铅防护围裙负重中承担了较高的职业危害风险。机器人辅助血管介入系统具有明显减少操作者X射线暴露、成像定位精准... 传统血管介入手术依靠C形臂旋转及对比剂应用成像,存在3D图像信息丢失和加重肾脏负担问题,同时操作者在长期X射线暴露及铅防护围裙负重中承担了较高的职业危害风险。机器人辅助血管介入系统具有明显减少操作者X射线暴露、成像定位精准、操作准确稳定的优点,在减少器械与血管壁接触、操作颤抖的同时,增加操作者舒适感。本文旨在总结血管介入机器人系统的发展及其临床应用,并探讨该系统的未来发展方向。 展开更多

关键词 机器人 血管介入 微创治疗

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主从式遥操作血管介入机器人 被引量：5

3

作者 曹彤 王栋 +1 位作者 刘达 曾玉祥 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期569-573,共5页

传统的血管介入手术需要医生徒手操控导管,存在医生受辐射和人为因素影响手术质量等弊端.针对该问题,设计了用于辅助医生手术的主从式遥操作血管介入机器人.根据临床手术的要求,基于模块化理念,分别对机器人的从端推进机构、主端操控装... 传统的血管介入手术需要医生徒手操控导管,存在医生受辐射和人为因素影响手术质量等弊端.针对该问题,设计了用于辅助医生手术的主从式遥操作血管介入机器人.根据临床手术的要求,基于模块化理念,分别对机器人的从端推进机构、主端操控装置进行了结构设计,为主从模式的实现做了相关的软、硬件开发;对机器人样机进行了必要的性能测试,证实了该机器人具有小于1 mm的运动控制精度和0.44 ms的主从运动实时性.结果表明:该机器人系统解决了传统手术中的问题,在功能和性能上完全满足血管介入手术的要求,具有较高的临床使用价值. 展开更多

关键词 血管介入 机器人 临床手术 控制精度 实时运动

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血管介入手术机器人推进机构设计及精度研究 被引量：3

4

作者 罗彪 曹彤 +1 位作者 和丽 刘达 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期1281-1285,共5页

根据血管介入手术的需求,研制了一种高精度、高可靠性、可远程操作的新型血管介入手术机器人推进机构,详细论述了其设计理念及机构原理,同时制作出了样机。基于此样机开展了推进机构的精度研究,分析了影响推进机构精度测试实验,实验结... 根据血管介入手术的需求,研制了一种高精度、高可靠性、可远程操作的新型血管介入手术机器人推进机构,详细论述了其设计理念及机构原理,同时制作出了样机。基于此样机开展了推进机构的精度研究,分析了影响推进机构精度测试实验,实验结果证明了所开发的推进机构满足精度设计要求。 展开更多

关键词 血管介入 机器人 推进机构 精度研究

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微创血管介入手术导管辅助机器人自整定模糊PID控制 被引量：3

5

作者 赵希梅 游健康 +1 位作者 刘浩 李洪谊 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期123-127,共5页

传统的微创血管介入手术,医生长时间遭受大量射线的辐射,会对医生造成一定的损伤。而用手术机器人代替医生操作导管能够克服上述缺点。为此,针对微创血管介入手术导管辅助机器人系统,首先运用D-H法建立了导管运动学模型,以便获得导管近... 传统的微创血管介入手术,医生长时间遭受大量射线的辐射,会对医生造成一定的损伤。而用手术机器人代替医生操作导管能够克服上述缺点。为此,针对微创血管介入手术导管辅助机器人系统,首先运用D-H法建立了导管运动学模型,以便获得导管近端到导管末端的运动传递关系,接着选择无刷直流电机作为机器人关节执行器,采用自整定模糊PID控制方法来适应血管介入手术过程中系统参数变化及不确定性因素的影响,实现从端辅助机器人精确快速地跟踪主手的控制指令,进而提高系统的控制精度。仿真结果表明,与传统PID控制相比,自整定模糊PID控制方法能够快速跟踪系统的指令,使系统的跟踪误差减小到0.3mm以下。 展开更多

关键词 微创血管介入手术 辅助机器人 自整定模糊PID控制 无刷直流电机

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血管介入手术主从导管机器人滑模控制 被引量：4

6

作者 赵希梅 游健康 +1 位作者 刘浩 李洪谊 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2015年第1期11-15,共5页

在微创血管介入手术中,主从遥操作导管机器人系统的通信时延以及参数不确定性很容易导致其稳定性下降,操作性及透明性降低.针对这一问题,建立了主从导管机器人系统的动力学模型,主手端采用滑模阻抗控制,从手端采用终端滑模控制,该控制... 在微创血管介入手术中,主从遥操作导管机器人系统的通信时延以及参数不确定性很容易导致其稳定性下降,操作性及透明性降低.针对这一问题,建立了主从导管机器人系统的动力学模型,主手端采用滑模阻抗控制,从手端采用终端滑模控制,该控制方式降低了时延对系统操作性能的影响.通过系统轴向运动的仿真结果表明,该系统能够较好地实现从手对主手的位移以及力的跟踪,系统具有较强的鲁棒性和良好的透明性. 展开更多

关键词 血管介入手术 主从导管机器人 终端滑模控制 滑模阻抗控制 遥操作 时延 参数不确定性 轴向运动 透明性

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微创血管介入手术机器人的主从交互控制方法与实现 被引量：15

7

作者 奉振球 侯增广 +2 位作者 边桂彬 谢晓亮 周小虎 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期696-705,共10页

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... 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%. 展开更多

关键词 医疗机器人 血管介入手术 运动缩放 主从控制

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血管介入机器人辅助介入治疗研究现状 被引量：8

8

作者 王鉴 高翔 +1 位作者 张峰 毕伟 《介入放射学杂志》 CSCD 北大核心 2023年第6期619-623,共5页

血管内介入治疗是一种血管性疾病新型微创治疗方法 ,广泛应用于心血管、脑血管及神经科等学科。然而目前血管介入治疗受到诸多因素限制,如X线辐射、三维成像范围有限等。因此,血管内机器人辅助技术应运而生。与传统介入治疗相比,血管介... 血管内介入治疗是一种血管性疾病新型微创治疗方法 ,广泛应用于心血管、脑血管及神经科等学科。然而目前血管介入治疗受到诸多因素限制,如X线辐射、三维成像范围有限等。因此,血管内机器人辅助技术应运而生。与传统介入治疗相比,血管介入机器人治疗的主要优势是可提高介入手术和技术准确性,降低医务人员职业X线辐射,实现远程辅助介入手术。本文综述了血管介入机器人组成、国内外发展现状及临床治疗效果,并进一步探讨血管介入机器人治疗存在的问题及未来发展方向。 展开更多

关键词 血管内介入治疗 机器人 微创治疗

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运用中空超声电机的血管介入手术机器人系统 被引量：6

9

作者 郑炬炬 孙志峻 +3 位作者 闫鹤 杨建林 郭语 钱丰 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期976-983,1037,1038,共10页

传统的血管介入手术需要医生在X射线下协同操控导丝、导管进行,不可避免的遭受X射线的辐射,而目前的血管介入机器人系统不能在一套装置上操控导丝和导管,限制了其使用范围。为了能在同一装置上操控导丝和导管,研制了基于中空超声电机的... 传统的血管介入手术需要医生在X射线下协同操控导丝、导管进行,不可避免的遭受X射线的辐射,而目前的血管介入机器人系统不能在一套装置上操控导丝和导管,限制了其使用范围。为了能在同一装置上操控导丝和导管,研制了基于中空超声电机的新型血管介入手术主从控制机器人系统,实现了在同一套装置中协同操控导丝、导管。根据中空超声电机的中空结构以及低速大扭矩的特点,设计出一种可协同操控导丝和导管的关键机构——中空旋转机构,并根据医生操控导丝和导管的习惯,设计出线性驱动机构。精选了比例-积分-微分控制器(proportion-integral-derivative,简称PID)控制算法并对该系统进行了主从跟随累计误差、滞后时间、最小操控分辨等实验。实验结果显示,系统作旋转运动和直线运动的主从跟随累计误差分别小于0.2°,0.4 mm,最小操控分辨率分别小于0.2°,0.4 mm,滞后时间小于300 ms,满足了临床基本要求。 展开更多

关键词 血管介入手术 主从控制机器人 中空超声电机 导丝 导管

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机器人辅助系统在脑血管疾病介入治疗中的应用现状 被引量：3

10

作者 陈霈珂 江裕华 《协和医学杂志》 CSCD 2023年第6期1142-1148,共7页

虽然血管内介入术已成为多种心脑血管疾病的主要治疗方式,但该干预策略仍存在一定局限性,如术者具有X线暴露的风险,在操作过程中需穿沉重的铅衣等。伴随人工智能技术取得的突破,临床可实现通过导管室外操作机器人辅助系统进而解决上述... 虽然血管内介入术已成为多种心脑血管疾病的主要治疗方式,但该干预策略仍存在一定局限性,如术者具有X线暴露的风险,在操作过程中需穿沉重的铅衣等。伴随人工智能技术取得的突破,临床可实现通过导管室外操作机器人辅助系统进而解决上述传统血管内介入治疗的局限性。尤其近年来,机器人辅助系统的高速发展进一步提升了血管内介入治疗操作的准确性、稳定性和安全性。本文将围绕机器人辅助系统的优势、已应用于临床脑血管病介入治疗的机器人辅助系统及其应用现状展开论述,并对该辅助系统存在的问题进行总结,同时对未来发展方向进行展望。 展开更多

关键词 机器人辅助手术 介入手术 血管造影 颅内动脉瘤 颈动脉狭窄

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一种具有力检测机制的新型血管介入手术机器人 被引量：1

11

作者 陈翼楠 蒲志新 郑珍妮 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期20-31,共12页

为了在机器人辅助远程介入手术中实现向医生提供高精度的力反馈,设计了一种具有力检测机制的新型血管介入手术机器人,其是一个主从控制系统,包括一个操作方便的主端装置和一个递送导丝/导管的从端装置。首先,设计了血管介入手术机器人... 为了在机器人辅助远程介入手术中实现向医生提供高精度的力反馈,设计了一种具有力检测机制的新型血管介入手术机器人,其是一个主从控制系统,包括一个操作方便的主端装置和一个递送导丝/导管的从端装置。首先,设计了血管介入手术机器人的力检测机制,以实现轴向近端力的精准测量和径向夹紧力的感知。然后,基于血管介入手术机器人的动力学分析,设计了具有在线整定参数功能的模糊PID (proportional integral derivative,比例积分微分)控制器,以提高从端装置的递送精度和抗干扰能力,同时选择阶跃信号对所设计的模糊PID控制器进行仿真验证。最后,搭建血管介入手术机器人物理样机,并开展主从运动跟踪实验和轴向近端力、径向夹紧力检测评估实验。实验结果表明,该血管介入手术机器人具有[-0.31, 0.25] mm的运动跟踪误差,可检测平均误差为0.12 N的轴向近端力以及可感知0.47~4 N的径向夹紧力。研究结果验证了所设计血管介入手术机器人的鲁棒性以及其力检测机制的可行性,可为同类产品的设计和改进提供参考依据。 展开更多

关键词 血管介入手术机器人 模糊PID控制器 运动跟踪 力检测

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血管腔内介入手术机器人导航系统研究进展 被引量：5

12

作者 丰蕊 陆清声 《中国介入影像与治疗学》 北大核心 2023年第2期117-120,共4页

血管腔内介入手术机器人现已逐渐用于临床,可远程控制手术操作,使医师免受辐射,且手术精准度更高,并有助于缩短手术时长。如何完善触觉反馈及发展手术导航是血管腔内介入手术机器人领域的研究热点。本文就图像融合血管三维导航、电磁跟... 血管腔内介入手术机器人现已逐渐用于临床,可远程控制手术操作,使医师免受辐射,且手术精准度更高,并有助于缩短手术时长。如何完善触觉反馈及发展手术导航是血管腔内介入手术机器人领域的研究热点。本文就图像融合血管三维导航、电磁跟踪、血流动力学辅助导航及图像引导血管腔内介入手术机器人自主导航的原理及应用进行综述。 展开更多

关键词 血管内治疗 影像引导 导航系统 电磁感应 深度学习 血管腔内介入手术机器人

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巨头角逐的血管介入手术机器人赛道,中国市场年复合增长率将超90%

13

作者 无 《中国医学计算机成像杂志》 CSCD 北大核心 2022年第6期675-675,共1页

血管介入手术机器人将獲盖手术全流程、扩大适应症范围、协同操作更多血管介人器械,并朝着远程化、智能化、小型化、便携化、低成本等方向发展。随着血管介入手术机器人的渗透率持续提升,血管介入器械也将衍生出机器人专用版。部分器械... 血管介入手术机器人将獲盖手术全流程、扩大适应症范围、协同操作更多血管介人器械,并朝着远程化、智能化、小型化、便携化、低成本等方向发展。随着血管介入手术机器人的渗透率持续提升,血管介入器械也将衍生出机器人专用版。部分器械企业可研发出更适用于血管介入手术机器人操作的支架释放手柄球囊扩张导管手柄等;也或将研发解决血管介入手术机器人现有痛点的创新器械,如多合一导管、智能化耗材。 展开更多

关键词 血管介入手术 机器人 协同操作 年复合增长率 智能化 便携化 远程化 手柄

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亚洲首例机器人辅助经皮冠状动脉介入治疗报道 被引量：6

14

作者 宋晨曦 杨伟宪 +5 位作者 丰雷 朱成刚 宋雷 慕朝伟 徐波 窦克非 《中国循环杂志》 CSCD 北大核心 2018年第12期1237-1238,共2页

1临床资料患者男性,62岁,因反复发作胸痛2年入院。2017-03-15冠状动脉(冠脉)造影提示:左冠脉前降支近段严重钙化,回旋支中段直径狭窄百分比(DS)为80%狭窄伴严重钙化,右冠脉中段DS为80%伴严重钙化(图1)。团队进一步利用血管内超声(IVUS)... 1临床资料患者男性,62岁,因反复发作胸痛2年入院。2017-03-15冠状动脉(冠脉)造影提示:左冠脉前降支近段严重钙化,回旋支中段直径狭窄百分比(DS)为80%狭窄伴严重钙化,右冠脉中段DS为80%伴严重钙化(图1)。团队进一步利用血管内超声(IVUS)评估病变,结果提示右冠脉中段严重钙化,最小管腔面积2.18 mm2(图2)。 展开更多

关键词 经皮冠状动脉介入治疗 机器人辅助 经皮冠脉介入治疗 冠脉造影 亚洲 IVUS 血管内超声 反复发作

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介入机器人运动学及轨迹规划研究 被引量：11

15

作者 陈华 刘龙 曹彤 《机电工程》 CAS 2014年第6期679-683,共5页

针对介入机器人运动学和轨迹规划问题,基于D-H坐标系理论建立了血管介入主端机器人的运动学方程,并对该方程进行了求解;其次,在关节空间内采用五次多项式插值方法,结合介入机器人运动参数对关节轨迹进行了插值计算,实现了对血管介入机... 针对介入机器人运动学和轨迹规划问题,基于D-H坐标系理论建立了血管介入主端机器人的运动学方程,并对该方程进行了求解;其次,在关节空间内采用五次多项式插值方法,结合介入机器人运动参数对关节轨迹进行了插值计算,实现了对血管介入机器人关节空间的PTP轨迹规划;最后,利用Matlab机器人工具箱建立了该机器人的三维仿真模型,并且对机器人运动学、轨迹规划进行了仿真验证。研究结果表明:该机器人连杆参数设计合理,活动空间适应手术要求,运动学方程准确可靠,在关节空间内利用五次多项式进行轨迹规划保证了机器人运动连续平滑。目前该技术已应用于血管介入手术临床试验中。 展开更多

关键词 血管介入机器人 运动学 轨迹规划 MATLAB D—H理论

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一种基于腹足动物运动机理的介入机器人 被引量：1

16

作者 陈柏 陈笋 +1 位作者 杨朋飞 吴洪涛 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期649-654,共6页

在对腹足动物运动机理研究的基础上,基于仿生学原理提出一种介入机器人设计方案。通过理论建模及实验手段对机器人仿生设计效果及运动性能进行研究。结果表明:对粘液功能的模拟方案正确;机器人正常运行速度由直线微马达伸缩速度决定,但... 在对腹足动物运动机理研究的基础上,基于仿生学原理提出一种介入机器人设计方案。通过理论建模及实验手段对机器人仿生设计效果及运动性能进行研究。结果表明:对粘液功能的模拟方案正确;机器人正常运行速度由直线微马达伸缩速度决定,但过快的微马达运动方向变化会导致机器人运行效率的降低。 展开更多

关键词 磁流变液 介入机器人 仿生机器人 血管

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医疗手术机器人发展概况 被引量：24

17

作者 王成勇 谢国能 +3 位作者 赵丹娜 汤娜 冯文强 陈志桦 《工具技术》 北大核心 2016年第7期3-12,共10页

手术机器人是一种智能外科手术工具,借助精确的干预措施、本体结构和智能控制系统等技术的突破解放医生的手和眼,提高临床操作准确性和手术成功率。目前手术机器人已广泛应用于神经外科、腹腔外科、胸外科、骨外科、眼科、耳鼻喉、血管... 手术机器人是一种智能外科手术工具,借助精确的干预措施、本体结构和智能控制系统等技术的突破解放医生的手和眼,提高临床操作准确性和手术成功率。目前手术机器人已广泛应用于神经外科、腹腔外科、胸外科、骨外科、眼科、耳鼻喉、血管介入及颅面外科等医疗中。本文从功能模块、定位导航等关键技术、国内外医疗手术机器人发展、趋势等方面对手术机器人的发展概况进行了介绍。 展开更多

关键词 医疗手术机器人 导航技术 医疗机器人活检 骨科和血管介入机器人 通用机器人

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计算机辅助血管介入技术进展综述 被引量：10

18

作者 李娜 贺建安 +1 位作者 陈阳 周寿军 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期985-1010,共26页

血管类疾病是人类健康的重大威胁.血管介入诊疗作为常用的微创手术面临多种临床负担,亟需计算机辅助技术的支撑.近年来,血管外和血管内的医学影像技术与人工智能方法的快速发展推动了计算机辅助血管介入技术的相关研究.通过回顾和系统... 血管类疾病是人类健康的重大威胁.血管介入诊疗作为常用的微创手术面临多种临床负担,亟需计算机辅助技术的支撑.近年来,血管外和血管内的医学影像技术与人工智能方法的快速发展推动了计算机辅助血管介入技术的相关研究.通过回顾和系统分析计算机辅助血管介入的基本内容和关键技术及其应用之间的有机关系,包括多模态医学造影图像分析、导管导丝的位置跟踪、血管关联病灶的特性和形态识别等热点问题,并分析上述内容与手术规划和手术导航的关系,得出该领域的临床应用趋势是结合诊疗一体化的血管介入机器人技术.通过对研究现状和发展趋势的分析,得出各类研发内容所面临的挑战:分割模型对血管结构量化的精确性与拓扑提取的完整性、介入路径矢量化与多模态信息融合的准确性、动静脉血管分类和分段与路径导航的关联性以及血管介入的人机交互的水平和评价方式等问题.分析表明,上述问题的解决将不断地推动人工智能诊疗技术,尤其是机器人辅助血管介入的快速发展和临床应用. 展开更多

关键词 血管造影图像分析 计算机辅助血管介入 人工智能 机器人辅助血管介入 诊疗一体化

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