脊柱微创手术机器人速度场控制方法

在脊柱微创手术中医生徒手置钉的失误率较高,虽然机器人可以显著降低置钉的失误率,但是,手术环境的复杂性和不确定性,以及手术安全需求制约了机器人自动完成手术.本文通过建立手术空间速度场,设计速度场控制器,建立机器人运动学和动力学模型,完成机器人椎弓根螺钉自动植入的仿真和实验.相对于传统的时间轨迹控制,仿真实验验证了速度场控制方法在椎弓根螺钉自动植入过程中既能在扰动条件下保证手术轨迹的精确性又能避免对神经根的损伤.通过实验验证了速度场控制方法的可行性.