为MRI应用设计一个6DoF并行机器人平台

科学领域:

• 机器人技术 机器人技术 机器人技术
• 医疗成像医学成像
• 控制系统 控制系统

背景情况:

• 在MRI环境中,精确的机器人运动生成对于先进的医疗程序至关重要.
• 现有的平台往往缺乏必要的精度或MRI兼容性,以实现实时指导.
• 在MRI指导下,需要一个可靠的运动建模和干预工具操纵系统.

研究的目的:

• 为MRI应用设计,分析和描述一个6度自由度 (DoF) 平行机器人平台.
• 为了评估机器人的准确性和MRI兼容性,以便在图像引导治疗中潜在使用.
• 为了在MRI中建立一个地面真实系统,用于机器人运动建模.

主要方法:

• 开发一个6DoF平行机器人平台,使用6个气动气执行器.
• 实施了强大的滑动模式控制器,用于精确的执行器控制.
• 通过追踪实验,幻影研究和3T核磁共振扫描仪内的扫描仪内测试来评估性能.

主要成果:

• 气动执行器实现的平均跟踪误差为0.69 ± 0.14毫米 (步骤) 和0.67 ± 0.40毫米 (侧面).
• 幻影实验表明,平均位置和方向误差分别为1.20 ± 0.43毫米和1.09 ± 0.57°.
• 在扫描仪中的测试证实了MRI与1.68 ± 0.31mm和1.51 ± 0.32°的位置和方向误差的兼容性.

结论:

• 开发的6DoF并行机器人与MRI兼容,能够在MRI孔内精确生成运动.
• 该平台显示出在图像引导干预,运动建模和治疗方面的应用潜力显著.
• 这种机器人系统提供了一个可行的解决方案,用于提高MRI指导程序的准确性和能力.