教育部“新世纪优秀人才支持计划”(NCET-10-0625)
- 作品数：8 被引量：34H指数：3
- 相关作者：姜杉刘筠冯文浩杨志永郭杰更多>>
- 相关机构：天津大学天津市人民医院天津职业技术师范大学更多>>
- 发文基金：教育部“新世纪优秀人才支持计划”国家自然科学基金国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程更多>>
- 后装机源到位精度理论与实验被引量：1
- 2015年
- 源到位精度是近距离放射治疗后装机的重要性能指标之一,多种因素可导致源到位误差,影响放射剂量准确度。从理论和实验角度探究了多种因素对源到位精度的影响。首先,基于后装机传动特点,建立了源缆—导管静力学模型,分析源缆输入和输出力比值随摩擦因数和治疗导管弯曲形状变化关系。然后建立源缆传输动力学模型,分析了柔性源缆进给过程中弹性变形量与源缆长度和导管弯曲半径的关系。最后设计制造出测试平台,实验探究多种因素对源到位精度的影响,间接证明了理论分析的正确性。
- 方贤春姜杉孙福德娄金龙
- 关键词：后装机静力学动力学
- 基于非概率方法的医用机器人结构可靠性分析被引量：1
- 2015年
- 核磁共振图像(MRI)导航的手术机器人因兼顾了核磁共振图像的清晰度高和机器人的稳定性、精度好等优点而成为医用机器人研究的前沿,而可靠性分析是保证医用机器人安全应用的重要手段之一。针对医用机器人系统缺乏足够实验数据的缺点,提出一种非概率密度凸集可靠性模型,以安全域与变量全域的质量比值来表示和度量关键部件的可靠性。通过与其他可靠性模型的计算数值比较,验证了该密度凸集可靠性模型的合理性。通过整机的有限元分析,找出系统的薄弱环节及关键结构部件。在此基础上,采用有限元—神经网络(FEM-ANN)的方法拟合关键部件的结构响应,进而根据所提出的凸集理论对该部件进行可靠性评价,实例验证了该模型的合理性与可行性,并为医用机器人整机的结构优化设计奠定了基础。
- 赵胜丽姜杉高学生
- 关键词：医用机器人有限元
- 基于计算机图形处理与有限元仿真的前列腺穿刺变形模拟被引量：3
- 2016年
- 前列腺癌近距离放射治疗是有效治疗前列腺癌的一种微创治疗方法,然而在手术针向前列腺内部植入放射性粒子的过程中,前列腺和周围软组织器官的变形会导致粒子植入偏差。运用计算机图像处理与有限元仿真技术,使用患者术前的核磁图像,结合盆腔解剖学知识和三维重建技术,建立前列腺器官群有限元模型,并对粒子植入手术过程进行术前的有限元模拟计算,从而得到目标位置的变形量。有限元计算中的输入量均由实验数据结合有限元软件反求获得。结果表明,模型的穿刺变形量符合术中前列腺变形情况,周边组织器官均能提供有效约束。该方法可以应用于术前穿刺轨迹规划、剂量规划和手术模拟训练机。
- 王兴继姜杉
- 核磁共振环境下机器人驱动及控制传感技术研究被引量：1
- 2012年
- 核磁共振成像(MRI)导向下的机器人辅助微创手术,以其对软组织的高分辨率、高精度及高效微创等特点,近年来倍受国际医学界的青睐.但受核磁仪有限结构空间和高磁场强度的限制,传统的驱动方式及传感器无法在核磁共振环境下的机器人中使用.本文针对这一领域的应用特点,总结了目前国内外主要的核磁兼容驱动方式及传感器的技术难点,并通过国内外相关研究成果介绍了其原理、控制方法及设计制造方法.经过综合对比得出了各种方法的优缺点及各自的适用场合,并指出了该领域的发展方向.
- 姜杉郑鹏刘筠张震冯文浩郭杰
- 关键词：微创手术机器人驱动方式
- 基于模糊PID调节的核磁兼容机器人气动控制技术被引量：16
- 2012年
- 基于自主研发的MRI(核磁共振成像)导航针刺手术机器人,搭建了机器人气动控制系统.建立了开关阀控气缸、气缸摩擦力及长气管等数学模型,设计了模糊PID(比例–积分–微分)控制器,并在此基础上进行了PWM(脉宽调制)信号的线性分解.模拟仿真和实验验证结果均表明模糊PID控制器对系统具有较高的位置控制精度及轨迹跟踪能力.结合机器人进行针刺精度实验,结果显示针刺精度误差为0.79 mm,满足精度要求.
- 姜杉冯文浩杨志永刘筠
- 关键词：手术机器人气动控制系统模糊PID
- 核磁兼容机器人本体材料的切削加工性
- 2013年
- 选择3种核磁兼容非金属材料即聚丙烯、尼龙、聚甲醛进行切削力试验和粗糙度测量,分析不同切削参数下的三维切削力和粗糙度R a的变化规律。在此基础上,结合加工所获切屑形状,运用有向图和矩阵(DAM)法对3种材料的切削加工性进行评价,结果表明:尼龙切削加工性最优,聚甲醛其次,聚丙烯最差,因此宜选择尼龙作为核磁兼容机器人本体制造材料。
- 任召伟姜杉戚厚军阎兵
- 关键词：机械制造工艺与设备机器人切削力表面粗糙度切削加工性
- 基于核磁图像导航的前列腺针刺手术机器人被引量：8
- 2012年
- 在对核磁共振图像(MRI)导航手术机器人设计需求进行分析的基础上,设计出一套可用于完成经会阴前列腺近距离粒子放射治疗手术的机器人系统.该系统具有5个自由度,通过核磁兼容气缸和超声波电机混合驱动,自主实现针体位姿调整和针刺操作.根据机器人系统动力学分析进行了驱动气缸选型.最后通过核磁兼容性实验和针刺精度实验,验证该机器人系统能够满足核磁兼容性要求,针刺精度为0.91mm.
- 郭杰姜杉冯文浩刘筠
- 关键词：机器人动力学
- 机器人辅助手术导航系统的注册技术被引量：5
- 2015年
- 在研究注册算法的基础上,运用最小二乘注册算法实现了高精度的患者注册功能,并对注册精度进行实验验证.首先运用激光跟踪仪及概率统计法对电磁定位系统进行校准;然后提出空间多姿态法对穿刺针进行标定,并制定了患者注册的操作流程;运用齐次坐标和四元数理论建立了注册算法的数学模型,解决了手术导航系统中实际空间与虚拟空间的坐标转换问题;最后结合手术机器人对患者注册的可行性和精度进行验证.实验结果表明,患者注册的精度为0.040 2 mm,能满足临床应用的需求.
- 陈艳梅杨志永姜杉
- 关键词：手术导航
