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血管手术机器人运动控制

  • 简介:摘要20世纪60年代初诞生的仿生学(Bionics),是生物科学和工程技术相结合的一门边缘学科。通过学习,模仿,复制和再造生物系统的结构,功能,工作原理及控制机制,来改进现有的或创造新的机械,仪器,建筑和工艺过程。现代仿生...
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[页数] 32      [字数] 16700

[目录]
摘要 I
ABSTRACT II
目    录 III
第1章 绪言 1
第2章  血管机器人的几何模型 11
第3章 血管机器人的实现方法 18
结论 22
致  谢 23(不存在)
参考文献 24
附录1:参考文献译文 25
附录2:参考文献译文 28

[原文]
第1章 绪言
1.1 课题背景
微型电子机械系统是由微型的驱动器,执行机构,传感器等构成的微系统,具有体积小、能耗低、性能可靠等特点。它涉及了电子、机械、材料、信息与自动控制等多种学科,并集约了当今科学技术的许多尖端成果,具有极好的应用前景。近年来随着微电子技术、微测控技术、传感器技术和微系统设计方法论的发展,微型电子机械系统开辟了更为广阔的应用领域,其中最引人注目的是在生物医学方面的应用,特别是血管机器人的发明及研制。随着检查、诊疗器械的微型化、微观化,为研制进入人体内的医疗用微系统创造了条件,也使国际生物医学工程领域追求的少创甚至无创外科手术成为现实。
  本文利用微机系统的新成果血管机器人作为驱动载体,结合医疗领域中的临床实际,探讨血管机器人在生物医学领域的应用范围的应用以及发展趋势。
1.2 关于血管机器人运动控制的发展情况
血管机器人能够潜入人体的血管和器官进行检查和治疗,可以使原来需要进行大型切开的手术成为微型切开或非手术方式,并使手术局部化,从而将对人体的伤害减小到最低程度。所以,随着管道血管机器人和游动机器人的发展,血管机器人已经成为当前国际国内研究的热点。然而有报道的研制成功的血管机器人并不多。现有的正在研究的或研究成功的血管机器人主要有:
瑞典科学家Edwin W.H. Jager(1960)已经开始制造微型医用机器人。这种机器人由多层聚合物和黄金制成,外形类似人的手臂,其肘部和腕部很灵活,有2到4个手指,实验已进入能让机器人捡起和移动肉眼看不见的玻璃珠的阶段。这种微型医用机器人有望在血液、尿液和细胞介质中工作,捕捉和移动单个细胞,成为微型手术器械。
意大利的比萨圣安纳高等学校的保罗?达里奥教授他的同事们研制一种结肠探测器,形似长圆柱体,长约15厘米,直径为20毫米,其行走像蛆酬那样移动......

[摘要]
20世纪60年代初诞生的仿生学(Bionics),是生物科学和工程技术相结合的一门边缘学科。通过学习,模仿,复制和再造生物系统的结构,功能,工作原理及控制机制,来改进现有的或创造新的机械,仪器,建筑和工艺过程。现代仿生学已经延伸到很多领域,机器人学是其主要的结合和应用领域之一,可归纳为机器人的结构仿生,材料仿生,功能仿生,控制仿生以及群体仿生五个方面。目前,国内外根据仿生学原理已经研制出了很多仿生血管机器人。在国内外仿生学机器人研究的基础上,本课题基于蝌蚪的游动规律,提出了一种血管机器人。该血管机器人很好地再现了蝌蚪的游动,具有很好的机动性能,在医疗血管机器人研究领域有着广泛的应用前景。

[参考文献]
1 李栓庆,付士萍.微电子机械系统.半导体技术.26 (8),pp.l-5, 2001
2.姚燕生,沈健,吕召全.微机电系统在当代医学上的应用.医疗设备信息. No. 2, pp. 28-31,2002
3.陈寅,林良明,高立明等.微机电系统在医疗领域中的应用.医疗卫生设备.No. 1,pp.16-17, 1999
4. Joseph H.,Swafford B.,Terry S..Medical applications for MEMS devices. International Symposium on Test and Measurement, Proceedings International Academic Publishers. pp.399-404, 1997
5. Lin Liangming, Gao Liming, Yan Guozheng, Rong Rang. A study on the endoscope system driven by squirmy robot. IEEE Int.Conf.Intelligent processing systems,
pp75-81, 1997
6. Dario P.,Carroza M. C,Lencioni L, et al. A micro-robotic system for colonoscopy1997 IEEE international conference on robotics and automation, Albuquerque (NM),pp.1567-1572, 1997
7. Young Mo Lim et al.Alself-orooelling endoscouic system. IEEE Int. Conf


[原文截取]
摘要
20世纪60年代初诞生的仿生学(Bionics),是生物科学和工程技术相结合的一门边缘学科。通过学习,模仿,复制和再造生物系统的结构,功能,工作原理及控制机制,来改进现有的或创造新的机械,仪器,建筑和工艺过程。现代仿生学已经延伸到很多领域,机器人学是其主要的结合和应用领域之一,可归纳为机器人的结构仿生,材料仿生,功能仿生,控制仿生以及群体仿生五个方面。目前,国内外根据仿生学原理已经研制出了很多仿生血管机器人。在国内外仿生学机器人研究的基础上,本课题基于蝌蚪的游动规律,提出了一种血管机器人。该血管机器人很好地再现了蝌蚪的游动,具有很好的机动性能,在医疗血管机器人研究领域有着广泛的应用前景。
关键字 血管机器人 运动 控制
ABSTRACT
Bionics is a new developmental subject which formed by the combination of bioscience and engineering technology, and it is the application of biological fabrication, function.....
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