紧的设计和图像空间的姿势控制的机器人为肌驱动的同心导管在心肌修复干预中
Weizhao Wang1, Zhouyang Xu1, Aya Mutaz Zeidan1
1School of Biomedical Engineering and Imaging Sciences, King's College London, WC2R 2LS London, U.K.
IEEE/ASME transactions on mechatronics : a joint publication of the IEEE Industrial Electronics Society and the ASME Dynamic Systems and Control Division
|September 26, 2025
概括
一个新的机器人系统精确地控制了跨导管部边缘到边缘修复 (M-TEER) 期间的片定位. 这项创新提高了复杂程序的准确性,改善了患者的治疗结果.
科学领域:
- 机器人在医学中的机器人
- 医疗设备工程 医疗设备工程
- 最少侵入性的手术
背景情况:
- 横导管部边缘到边缘修复 (M-TEER) 需要精确的剪贴放置,这在当前的导管控制方法中是困难的.
- 现有的技术在图像空间中对导管位置,方向和方向的控制有限.
研究的目的:
- 开发一个机器人系统,在M-TEER过程中精确,闭环,图像空间控制PASCAL设备的姿势.
- 为了提高M-TEER程序中片定位的准确性和安全性.
主要方法:
- 一个紧的8度自由度机器人被设计用于控制帕斯卡设备.
- 开发了一种新的动力学模型,其中包含了导管手柄合和尖端长度变化.
- 采用基于Jacobian的PID控制器实现了一个独立控制剪贴位置,方向和定向的框架.
主要成果:
- 机器人系统实现了对片位置,方向和方向的有效独立控制.
- 模拟显示方向和定位调整之间的合是最小的 (最大2.69°).
- 实验表明,导管错位和变形显著减少,平均RMSE为0.52mm (位置) 和0.61° (角度).
结论:
- 开发的机器人为M-TEER提供了精确的图像空间姿势控制.
- 该系统有可能在M-TEER程序中显著帮助实现精确的剪贴定位.
- 精确的控制减轻了常见的挑战,如导管 misalignment 和变形.
