一、基于C/S方式的医生临床应用系统的设计（论文文献综述）
李一丹[1]（2021）在《数字骨外固定器建模及软件设计》文中指出骨外固定技术是治疗四肢畸形和肢体创伤等疑难骨科杂症常用方法,具有适用症广、治愈率高、并发症发生率低、固定效果稳定可靠等优点。而目前骨科治疗临床上使用的骨外固定器存在稳定性差、数字化程度不高、结构操作复杂等问题。因此,需要设计一种坚固、通用、可调、精确、智能的骨外固定器及配套软件系统,使骨折及骨畸形的治疗真正实现精确化及智能化。本文以胫骨骨折畸形矫正作为研究对象,结合现有骨外固定器的特点,设计了一种具有微创、精准、高稳定性、数字化控制的骨外固定器。并利用机器人技术、双目立体视觉技术等设计了一款简单化、精准化、数字化的骨外固定器系统,主要研究内容如下:（1）在Ortho-SUV骨外固定器的结构基础上,设计了一种高稳定性、数字化控制的新型骨外固定器,结构主要包括:固定环、万向节、连接片,电动支撑杆、微型电机、运动控制器和用户终端等。（2）分析数字骨外固定器的结构,对其进行数学建模以及正、逆运动学分析。通过数值算例,正解的条件数据与逆解的结果数据之间的相对误差小于0.01%,验证了运动学模型及其正解、逆解的正确性。同时还得到该骨外固定器在已知条件下的三维可视化运动学模型图,可帮助外科医生初步制定术前计划。（3）利用双目立体视觉技术,建立X光成像模型,标定时使用重投影误差对质量好的标定图像进行筛选,获得准确的内参数与外参数,并对双目图像进行畸变校正以及立体校正,获得无畸变的行对准图像。（4）将医学术语转化为数学模型,计算骨折后的胫骨上段、胫骨下段与骨外固定器在空间中的相对位姿,并制定出胫骨骨折矫形处方。（5）开发骨外固定器系统Web应用程序,主要包括:用户登录模块、病例管理模块、参数输入模块、像片读取校正模块、控制点选取模块、骨段像点选取模块以及输出矫形处方模块。进行了胫骨骨折矫形模拟实验,使用两台1200万像素的高精度相机在搭建的立体视觉实验平台上对胫骨骨折模型拍摄来代替X光片,模拟校正后,胫骨骨折处上下基本契合,上下段解剖轴也基本契合,矫形效果良好,为后期研究以及临床使用奠定了基础。
张为玺[2]（2021）在《刚柔协作介入机器人仿生设计及穿刺控制研究》文中研究表明穿刺介入手术是医生通过双手协作利用穿刺针对患者的病灶区域进行一系列诊疗操作,具有安全系数高、创口小、恢复快、操作灵活的特点。但是传统手术方式高度依赖医生经验,且易导致医生疲劳。利用机器人人机协作来辅助医生实施穿刺介入手术,能够有效提高穿刺手术的安全性、可控性和稳定性。自然界中很多生物依据自身的刚柔协作展现出了良好的生存特性。然而,当前协作机器人的研究多集中在双臂协作,且多应用于工业领域;另外在介入手术过程中刚性针避障困难,柔性针易对软组织造成损伤。本文以软组织精准穿刺为目标,针对当前机器人辅助穿刺手术存在的不足及发展趋势,为降低穿刺过程中对软组织造成的损伤,提高穿刺精度,开展基于仿生设计理念利用刚性机械臂操控软组织目标靶点移动与柔性针灵活进针相互协作来实施穿刺介入手术的研究。为刚柔协作介入机器人精准穿刺手术的应用提供部分理论方法及实验基础。针对临床穿刺介入手术存在的问题与实际需求,分析得到了刚柔协作介入机器人的设计要求;受水蛭刺吸过程的启发,基于仿生设计理念及模块化设计思想,对机器人本体进行了选择、设计了刚柔协作介入机器人的进针机构、五自由度刚性机械臂;通过MATLAB/Simulink软件对刚性机械臂的运动学及工作空间进行了分析,使用ANSYS/Workbench软件对刚柔协作介入机器人受力薄弱零件进行了受力变形分析,结果验证了所设计结构及选用材料满足临床需要。采用上-下位机控制方式设计了刚柔协作介入机器人的控制系统软硬件结构。在对穿刺针穿刺软组织过程中的受力进行分析的基础上,采用了离散化方法将进针过程离散分析,对每个离散单元采用了改进虚拟螺旋弹簧模型来进行柔性针的弯曲变形模拟;为使模型计算结果更接近实际弯曲效果,对该模型下不同离散程度的弯曲结果进行了分析,得到了最佳离散长度,并证明了所提出模型的可行性。结合柔性针的运动特性,基于改进的渐进最优快速扩展随机树（RRT*）算法对柔性针穿刺路径进行规划,并使用MATLAB软件对该路径规划算法进行了仿真研究,结果验证了该算法的优越性。由于软组织建模困难,个体差异大,提出了基于正交双目视觉的刚性机械臂操控软组织目标靶点移动方法。首先建立了机器人模型、摄像机模型、软组织模型以及变形特征模型;然后建立了刚性机械臂运动与经视觉检测的软组织变形特征之间的映射关系,采用自适应控制器来实现目标控制;最后利用图像处理方法实现了目标检测与跟踪,通过实验验证了基于正交双目视觉的刚性机械臂操控软组织目标靶点移动方法的可行性。基于临床穿刺手术操作流程,设计了协作介入机器人穿刺过程。根据蚊子振动穿刺原理,设计了一种适用于刚柔协作介入机器人的振动穿刺方法,并设计实验评估了该方法的穿刺效果。为降低软组织损伤、提高穿刺精度,分析了平面中入针点、目标靶点、障碍物间的位置关系,提出了一种基于智能分块搜索与改进RRT*算法的刚柔协作穿刺进针策略。搭建刚柔协作介入机器人穿刺实验平台,验证了刚柔协作穿刺进针策略的可行性及有效性。
王依晨[3]（2021）在《基于TRIZ理论的轻度偏瘫患者下肢外骨骼康复设备》文中提出大多数的下肢康复外骨骼产品注重于重度全瘫患者,对于轻度偏瘫患者来说并不能很好的适用,患者无法得到针对性的训练,长此以往会引发下肢肌肉的废用性失能,甚至导致残疾。将TRIZ理论应用到下肢康复外骨骼的设计研究中,使优化后的产品能够提升患者的康复训练效果。提出了TRIZ理论和感性工学相结合的方法来优化下肢康复外骨骼产品设计。首先,明确了现有下肢康复外骨骼的研究现状以及产品设计所要研究的方向。其次从用户角度出发,分析用户需求,利用TRIZ理论技术系统进化法则将用户需求转换为功能设计。再次,通过产品意象研究,获取各感性需求的内部相关性及感性需求对造型设计要素的重要程度。通过对产品意象的因子筛选,得到设计要素与产品样本的特征映射。运用TRIZ冲突解决原理对产品功能以及外观造型做最终的方案设计,构建产品的3D尺寸模型。最后,对下肢康复外骨骼进行产品验证,利用李克特量表法对产品样机进行可用性评价,证明该产品是否能够达到用户的需求预期。利用TRIZ理论和产品意象相结合的方法对下肢康复外骨骼进行设计,提高了产品设计的精准度。通过技术系统进化、产品意象研究以及造型冲突分析等一系列方法研究和流程分析,得到产品的结构和造型设计,表明了该综合设计方法的有效性。为康复医疗产业的创新设计提供理论参考和方法借鉴。
杨皓翔[4]（2021）在《骨盆快速复位系统的设计与实现》文中认为随着机器人技术的不断发展,手术机器人已经成为了热门的研究领域,大多用于外科领域,但涉及骨盆骨折的手术机器人以导航定位功能为主,在进行使用机器人进行骨盆复位方面尚处于研究阶段。不稳定骨盆骨折是世界上最为危险的骨折之一,骨盆骨折通常还伴随着其他更为危险的身体损伤,为了挽救生命通常不能在第一时间对骨盆予以校正,错过对骨盆的最佳救治时间。并且为了达到满意的效果,医生在进行骨盆复位时在术中不断使用X射线进行检查以对复位进行修正,医生受到大量的辐射伤害,克服患者肌肉阻力的手术动作也十分耗费体力,这样骨盆的机器人复位装置的研究就显得尤为必要。本课题来源于电子科大与四川大学华西医院的合作项目,着重研究涉及针对Tile分型中C1型骨盆骨折的复位装置,本文的主要工作有:（1）阐述了骨盆骨折治疗方式的发展历程,以及国内外手术机器人的研究现状。再对骨盆的解剖结构进行阐述,并介绍了骨盆骨折的分型,明确了C1型骨盆骨折的特征。并阐述了临床医生的手术大体方式与影像学知识,利用已经通过mimics软件对临床患者的CT图像建立的骨盆三维实体,对骨盆骨折的典型运动旋转移位进行估算。（2）对骨盆复位系统进行了方案设计,对采用并联机构或是串联机构方案进行分析,对已经有用于研究的一款使用并联机构进行骨盆骨折复位的样机进行了运动学建模和针对骨盆特定旋转方式的逆解,阐述了本文使用串联机械臂的理由。在移位角度估算的需求分析参数要求下对串联机器人进行了调研分析,选取了合适的一款串联机械臂并对其进行了运动学建模。（3）对比了自设计三平动三旋转关节的六自由度复位装置与全旋转关节六自由度机械臂这两种方案各自的优劣,针对所选串联机械臂提出了两种连接骨盆复位螺钉与机械臂末端的思路,对其进行了机械结构设计,证明了其可行性。并提出了控制系统的设计方案。
杜维鑫[5]（2021）在《基于解剖学特征点的右心室磁共振图像分割》文中研究说明医学影像分割在如今成为一门重要的图像分割技术,量化右心室的医学图像评估其功能对梗塞心力衰竭、心肌肥厚等心脏疾病的诊疗及预后具有十分重要的指导意义。本文结合心脏的解剖学知识,利用水平集理论实现对右心室的精准分割,基于U-Net网络提出改进模型,搭建心脏特征点检测网络,最后通过公开的数据集对本文的分割方法和提出的特征点检测网络进行实验验证,通过几个关键评价指标说明本文的算法有效性。本文主要采用的是水平集算法对心室区域做分割,水平集函数的初始化是一个重要的工作,构造好的初始化函数能够减少水平集的迭代时间,提高水平集的演化速度。根据基于区域的分割算法提出初步分割的方案,力求使用简单方法来构造初始水平集。小梁和乳头肌附着在心内膜上,从医学成像结果上看,小梁等结构的灰度和心肌相似,进行分割的过程中,会错把这些结构当成心肌,实际上在医学领域中是把这些结构归类到心腔区域的,本文改进保凸水平集模型,重新定义了保凸项符号函数,并针对右心室有部分区域向内凹陷的特点,在使用保凸模型分割的过程中,右心室的部分曲线会发生泄露,在水平集能量项引入形状约束项,以此来约束右心室的演化范围,并通过公开数据集验证该算法能够准确的分割右心室。水平集初始化的获取一直是个难题,在分割流程中难免需要人为手动干预,因此水平集方法难以实现全自动分割。针对这一问题,本文基于U-Net模型做出改进,提出一种准确的特征点检测技术,用像素级别的分类器去检测特征点区域,然后利用检测出来的特征点位置信息结合形态学方法获取关键区域,自动截取心脏区域用以初分割,初分割结果是包含右心室区域的多个连通区域,再次利用特征点信息获取右心室区域来构造初始水平集函数,最后精准分割右心室区域。引入特征点实现了右心室全自动分割。
张荣顺[6]（2021）在《双臂协作式体外冲击波碎石系统的运动学与动力学研究》文中研究指明结石是泌尿系统疾病,肾、输尿管和膀胱都是结石产生的常见部位,严重的影响了患者的生活。体外超声波碎石术在治疗结石过程中安全性好、排石效果明显、术后恢复快、对机体损伤小,逐步成为了泌尿科治疗结石的主要手段。使用体外超声波术治疗时,超声检查是治疗泌尿系统结石过程中必需的诊断方法。然而,超声医师资源地区性分布不均、长时间工作引发超声医生的职业病、对超声医生经验的要求较高等,都是结石治疗中存在的问题。这些问题制约了超声临床诊断的发展和应用前景,因此临床治疗过程中需要一种较为智能化的超声设备来缓解这一格局。针对这些存在的问题,本研究构建了基于协作式机械臂平台的体外超声波碎石系统。利用机械臂来完成B超检查流程,识别并定位结石,进而使用搭载碎石源的机械臂去完成碎石工作。从而改善超声医师工作条件,降低工作压力,规范超声扫描流程。降低使用者对探头熟练度的要求,减少制约体外碎石技术的发展的壁垒。基于对临床超声检查操作流程的充分调研,将扫描和碎石过程中存在的问题转换为研究目标。本研究利用机械臂的高精度、位置可控、可追溯性、重复性好、可协作等技术特点,利用机械臂来完成整个临床碎石过程。通过建立机械臂在结石扫描,识别,定位和碎石过程的数学模型,分析和验证该系统的技术可行性。本研究主要定位于机械臂的运动学和动力学分析与验证上,通过三维软件建立模型,使用Matalb软件进行正运动学与逆运动学的求解,利用概率学上的随机分布原理结合机械臂运动学公式分析出了机械臂的运动空间。根据逆运动学求解和UR5结构特点进行基于运动学上的路径规划任务。利用Matlab软件通过编写程序建立体外超声波碎石机器人的动力学模型。搭建Simulink模型完成对碎石系统的可视化仿真,并验证了动力学方程。通过遗传算法优化了轨迹,完成了对该系统的仿真验证。仿真结果证明了轨迹规划的合理性,且系统此时有良好的动力学特性,为该系统控制模型的建立奠定了基础。鉴于体外碎石系统的完整性和延续性,本研究所建立的体外超声波碎石机器人有应用前景,为后续继续高水平的智能化研发得以高效有序的开发做了铺垫。
王志文[7]（2021）在《手术制孔机器人动力学分析与阻抗控制研究》文中进行了进一步梳理手术制孔机器人一般应用于骨外科、口腔外科及整形等需要螺钉植入孔的手术中,如:膝关节置换手术、牙齿种植、脊柱外科手术、骨骼固定、脸部整形等手术。在手术过程中,主要是辅助医生完成螺钉植入孔的加工。由于骨骼周围遍布毛细血管、肌肉、神经组织、血管等,制孔过程中,不仅容易引起交叉感染,还有可能引起大出血或者其它严重事故,因此手术制孔机器人的研究对手术制孔安全非常重要。由于骨骼材料属于一种非均匀材料,难以建立准确的数学模型,因此难以对机器人的运动进行准确控制。本课题以骨外科手术机器人的骨钻过程分析与运动控制两方面的内容为线索展开研究。具体研究包括以下四个方面:1、骨骼制孔过程分析:对钻头进行受力分析,分析钻削过程中钻削力的来源与产生,将钻削过程分为钻入、钻中与钻出三个阶段,得到三个阶段力与力矩表达式。2、骨骼制孔过程有限元模拟:建立医疗钻头与骨骼组织有限元模型,设置钻头和骨骼模型的材料属性、网格划分、建立失效模型,通过仿真实验分析钻削过程中力与力矩的变化规律,并为骨骼模型的建立提供依据。3、手术制孔机器人设计、计算与建模:设计制孔末端执行器,并以6自由度UR机器人为机械臂本体设计骨骼制孔机器人结构。根据机器人D-H参数,对骨骼制孔机器人的正运动学与逆运动学进行计算。建立骨骼制孔机器人动力学模型,在动力学模型的基础上,分析特定轨迹下机器人运动过程中各关节角速度、力与力矩等动力学特性,验证手术制孔机器人设计的合理性。4、手术制孔机器人运动控制:根据骨骼制孔过程分析结果,建立骨骼数学模型,计算骨钻过程中接触力大小。建立机器人关节的数学模型,设计阻抗控制算法,搭建阻抗控制系统,计算出骨骼和钻头之间的环境接触力与钻头位置之间的动态关系。对阻抗参数进行分析优化,通过阻抗控制系统计算末端执行器的位置修正量,实现骨骼制孔机器人的运动控制。综上所述,本课题在对骨骼制孔过程的分析与模拟的基础上,设计手术制孔机器人,并进行了运动学与动力学分析,根据特定曲线下各关节动力学特性曲线,机器人在运动过程中,各个关节的角速度、力及力矩变化比较平稳,无过大的冲击;基于制孔过程分析结果,建立骨骼数学模型,计算出制孔过程中的接触力大小,再采用阻抗控制算法,对骨骼制孔机器人的位置进行控制,并对阻抗控制参数进行优化,最优参数下阻抗控制接触力响应测试结果表明,阻抗控制具有更小的超调量,且没有较大幅度的震荡。
孙新超[8]（2021）在《开颅手术机器人阻抗控制技术研究》文中指出开颅手术是治疗颅脑损伤、脑出血、颅内肿瘤的常用方式。目前,传统的人工开颅手术耗时长,极容易导致医生疲劳,手术中产生的飞溅物可能导致医生被感染。针对上述问题,提出了安全、可靠、具备良好人机交互性、可实现颅骨钻铣磨等精细操作的开颅手术机器人系统。由于颅骨开窗过程中,既要保证机器人可以有效地将骨瓣分离,又要保证避免损伤颅内重要神经组织,因此采用阻抗控制方法来保障手术的可靠性与安全性。本论文中对开颅手术机器人系统的设计需求进行了详细剖析,完成了开颅手术机器人系统软硬件架构,提出了新型阻抗控制方法,并通过仿真证明了该方法的可靠性。本研究在国家自然科学基金项目“基于多模信息感知的开颅手术机器人自主操控方法研究”支持下,开展“开颅手术机器人阻抗控制技术”研究。主要研究内容和成果如下:首先,对传统人工开颅手术的手术室布局、手术流程以及手术中存在的问题进行了研究分析,在综合考虑手术需求以及机器人辅助开颅手术的可靠性、安全性、人机交互性等因素的前提下,提出了面向颅骨开窗手术的开颅手术机器人系统。并以此为基础,设计了适用于机器人辅助开颅手术的手术室布局,并对具体的手术流程进行了说明介绍。其次,对开颅手术机器人的运动学特性及工作空间进行了分析。采用改进DH法建立了开颅手术机器人正运动学模型,基于Pieper准则建立了开颅手术机器人的逆运动学模型,并通过Matlab Robotics Toolbox对所建立的正逆运动学模型进行了验证;采用Monte Carlo法完成了开颅手术机器人的工作空间分析。然后,为保证手术时机器人能够高精度完成医生术前制定的手术入路,对开颅手术机器人的轨迹规划与轨迹跟踪控制方法进行了研究。基于插值法实现了手术机器人的轨迹规划。基于力矩前馈控制与力矩反馈控制的方法实现了手术机器人关节空间的轨迹跟踪控制,在此基础上,考虑末端执行器对机器人运动特性的影响,采用动力学补偿的方法进一步保证机器人关节空间的运动精度。基于改进分解速度控制的方法实现了手术机器人笛卡尔空间的轨迹跟踪控制。最后,为保证机器人开颅手术的安全性,通过对传统阻抗控制方法及其改进方法的研究,提出了一种力跟踪速度更快、力跟踪误差更小的阻抗控制方法——模型参考自适应变阻抗控制,并采用Matlab/Simulink与Matlab/Sim Mechanics联合仿真的方式对所提出的阻抗控制方法进行了仿真验证。
赵梓汐[9]（2021）在《乳腺超声检查机器人的路径规划研究》文中提出乳腺癌作为最常见的癌症之一,发病率逐年增高且趋于年轻化。提早发现并治疗,能够有效降低乳腺癌患者的死亡率,并提高癌症患者的生活质量。乳腺癌的超声筛查是检测乳腺癌最常用的手段,传统的乳腺超声检查主要依赖医生对患处手动进行检查操作。然而鉴于超声检查医生资源紧缺且存在操作经验不足的现象,面对日益激增的患者,超声检查的效率和结果的准确性无法得到保证。因此,为解决上述问题,实现乳腺超声检查的自动化与智能化,本文设计了乳腺超声检查机器人并对其路径规划进行研究,包含以下几方面:首先,分析双目视觉相机中转换坐标系的内在关联性,结合双目视觉的标定与畸变校正原理,确定双目相机的标定校正理论流程。完成计算匹配代价、聚合代价、计算视差以及优化可视化信息,以此确定立体匹配流程。通过双目视觉获取患者待检测部位图像信息并通过立体匹配获取深度信息,完成乳腺模型的三维点云重构。其次,使用基于Kd-tree（K-dimension tree）空间索引算法对重构后的点云进行去噪处理,对比格点采样、均匀采样和几何采样三种采样方式,根据采样特点及采样效果,使用均匀采样的方式对点云进行下采样处理,使用最小二乘法平面拟合获取点云数据的法向量信息。提出超声扫描路径提取策略,确保机器人单次扫描获取最大的扫描范围,根据提取要求确定合适点云数量,提取相应数据信息,获取超声扫描路径。然后,对UR5e机器人进行D-H参数分析,确定机器人各关节的坐标关系及数学运动模型,并进一步求解机器人的运动奇异位置及工作空间。分析NURBS曲线下超声扫描路径的插补优化原理,完成超声扫描路径基于NURBS曲线的插值优化,结合机器人的运动学分析结果将优化后的超声扫描路径设定为机器人的运动路径。最终,通过实验来证明路径规划结果的准确性,利用MATLAB软件分析经过NURBS曲线插值后的平滑效果与拟合效果。再使用Vrep软件分析机器人在本文得到的路径规划结果中进行运动时,机器人操作的合理性与运动的平滑性。实验结果表明应用本文提出的乳腺超声检查机器人路径规划方法能够准确且高效地完成乳腺超声检查操作。
庄子祥[10]（2021）在《血管介入手术机器人远程控制系统实时性与准确性的研究》文中研究表明心脑血管疾病目前是目前治疗脑血管疾病的主要方法之一。然而随着数据传输距离变长,系统便会产生数据上的时延,同时时延的产生也会导致控制系统不稳定,误差增大等问题。本文针对以上的问题进行研究。首先,本文针对现有的主从介入手术机器人平台,设计并完成了基于C#的WPF（Windows Presentation Foundation）开发的串口采集、网口发送的服务器、客户端的上位机主从通信界面,实现主端操作器对从端操作器的同步运动。然后,针对现有血管介入手术远程控制系统产生的时延,进而导致控制系统不稳定、误差增大、实时性较差等问题,本文基于校园局域网,通过使用TCP/IP通信,搭建了主从介入手术机器人服务器、客户端的通信界面。同时,完成了模糊PID-改进的Smith控制器的设计,该算法改进的Smith部分,完成了对系统本身,和网络传输产生的双重时滞进行补偿,消除了时延对控制系统的影响,提高控制系统性能,从根本上消除纯滞后带来的影响。模糊PID部分,该算法能够自适应调节PID参数,降低了由于远程控制系统中由非线性、时变和预估模型不匹配等带来的影响,使系统更快地进入稳态,能够更好地适应远程血管介入手术网络化控制系统。最后,基于校园局域网,完成了主从远程介入手术系统主从轴向位移跟踪实验和径向旋转跟踪实验,验证了模糊PID-改进Smith算法有效地提高系统的实时性与准确性,主从轴向跟踪的平均时延减小50ms,轴向跟踪最大误差减小0.3mm,轴向跟踪最小误差减小0.18mm,轴向跟踪平均误差减小0.29mm,方差为0.015。径向旋转跟踪平均时延减小47ms,径向旋转最大误差减小了0.3°,径向旋转最小误差减小0.3°,径向旋转平均误差减小0.41°,方差为0.188;通过对实验结果分析,轴向和径向位置跟踪效果满足临床手术要求。实时性与准确性的优劣是医生能否安全完成血管介入手术机器人远程操作的评价标准,本文基于局域网搭建实验平台,经过模糊PID-改进的Smith的算法处理后,提升了远程血管介入手术机器人的性能。
二、基于C/S方式的医生临床应用系统的设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于C/S方式的医生临床应用系统的设计（论文提纲范文）
（1）数字骨外固定器建模及软件设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.2 骨外固定器国内外研究现状 |
| 1.2.1 骨外固定器国外研究现状 |
| 1.2.2 骨外固定器国内研究现状 |
| 1.3 课题主要研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 数字骨外固定器的结构及建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数字骨外固定器结构 |
| 2.2.1 数字骨外固定器的各组件设计 |
| 2.2.2 数字骨外固定器的组合构型 |
| 2.2.3 数字骨外固定器的使用方法 |
| 2.3 数字骨外固定器建模 |
| 2.3.1 坐标系建立 |
| 2.3.2 逆运动学分析 |
| 2.3.3 正运动学分析 |
| 2.4 数字骨外固定器运动学验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 骨折X光成像模型的系统标定 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 建立X光成像模型 |
| 3.2.1 X光成像原理 |
| 3.2.2 X光成像模型 |
| 3.3 成像模型系统标定 |
| 3.3.1 内参数标定 |
| 3.3.2 外参数标定 |
| 3.4 畸变校正 |
| 3.5 立体校正 |
| 3.6 实验结果及分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 骨折复位算法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 骨段空间位姿计算 |
| 4.2.1 骨段解剖轴线方向向量计算 |
| 4.2.2 骨段中心点及边界参考点计算 |
| 4.2.3 骨段坐标系建立 |
| 4.2.4 骨段坐标系间的旋转矩阵计算 |
| 4.3 复位处方制定 |
| 4.3.1 畸形矫正后各连杆长度计算 |
| 4.3.2 连杆调节处方制定 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 骨外固定器系统软件设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 骨外固定器系统设计 |
| 5.2.1 系统流程分析 |
| 5.2.2 系统总设计 |
| 5.3 胫骨骨折矫形模拟实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要工作 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 硕士期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）刚柔协作介入机器人仿生设计及穿刺控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 协作机器人国内外研究现状 |
| 1.2.1 双臂协作机器人国内外研究现状 |
| 1.2.2 仿生刚柔协作机器人国内外研究现状 |
| 1.3 柔性针弯曲模型及路径规划国内外现状 |
| 1.3.1 柔性针弯曲模型国内外研究现状 |
| 1.3.2 柔性针路径规划国内外研究现状 |
| 1.4 机器人操控软组织国内外研究现状 |
| 1.5 穿刺控制策略国内外研究现状 |
| 1.6 国内外相关课题研究存在的问题 |
| 1.7 课题来源及论文研究内容 |
| 1.7.1 课题来源 |
| 1.7.2 论文主要研究内容 |
| 第2章 刚柔协作介入机器人仿生设计与分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 刚柔协作介入机器人功能要求分析 |
| 2.3 刚柔协作介入机器人仿生设计 |
| 2.3.1 仿生设计类别 |
| 2.3.2 刚柔协作介入机器人设计的仿生学启发 |
| 2.3.3 仿生水蛭刺吸过程的刚柔协作介入机器人本体选择 |
| 2.3.4 仿生水蛭刺吸过程的刚柔协作介入机器人进针机构设计 |
| 2.3.5 仿生水蛭刺吸过程的刚柔协作介入机器人刚性机械臂设计 |
| 2.3.6 仿生水蛭刺吸过程的刚柔协作介入机器人总体设计 |
| 2.4 刚柔协作介入机器人刚性机械臂运动学分析及工作空间分析 |
| 2.5 刚柔协作介入机器人关键部件的受力变形分析 |
| 2.5.1 刚柔协作介入机器人进针机构支架平台受力变形分析 |
| 2.5.2 刚柔协作介入机器人刚性机械臂吸盘连接件受力变形分析 |
| 2.6 刚柔协作介入机器人控制系统设计 |
| 2.6.1 刚柔协作介入机器人控制系统硬件构成 |
| 2.6.2 刚柔协作介入机器人控制系统软件功能层次 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 基于改进虚拟螺旋弹簧模型的柔性针弯曲模型与路径规划 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 穿刺针-软组织交互作用力分析 |
| 3.2.1 穿刺针未刺入软组织阶段的受力分析 |
| 3.2.2 穿刺针刚刺入软组织阶段的受力分析 |
| 3.2.3 穿刺针刺入软组织内的受力分析 |
| 3.3 基于改进虚拟螺旋弹簧模型的柔性针弯曲模型 |
| 3.3.1 虚拟螺旋弹簧模型 |
| 3.3.2 改进的虚拟螺旋弹簧模型 |
| 3.3.3 柔性针穿刺离散化 |
| 3.3.4 柔性针体所受径向力测定 |
| 3.3.5 弯曲模型计算结果与实际弯曲情况对比分析 |
| 3.4 柔性针路径规划 |
| 3.4.1 路径形式分类 |
| 3.4.2 运动学计算 |
| 3.4.3 基于改进RRT*算法的柔性针路径规划 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于正交双目视觉的刚性机械臂操控软组织目标靶点移动方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于正交双目视觉的刚性机械臂操控软组织目标靶点移动任务描述 |
| 4.3 基于正交双目视觉的刚性机械臂操控软组织目标靶点移动系统建模 |
| 4.3.1 刚性机械臂模型 |
| 4.3.2 软组织形变模型 |
| 4.3.3 视觉系统模型 |
| 4.4 基于正交双目视觉的刚性机械臂操控软组织目标靶点移动方法 |
| 4.4.1 图像-形变雅克比矩阵与未知参数定义 |
| 4.4.2 正交双目视觉控制器及控制系统稳定性证明 |
| 4.5 基于正交双目视觉的刚性机械臂操控软组织目标靶点移动实验 |
| 4.5.1 图像预处理技术 |
| 4.5.2 目标检测与跟踪 |
| 4.5.3 实验平台搭建 |
| 4.5.4 实验过程与结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 刚柔协作介入机器人穿刺控制策略及实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 微创介入手术操作过程 |
| 5.3 刚柔协作微创介入手术操作过程 |
| 5.4 基于仿生振动的刚柔协作介入机器人穿刺方法 |
| 5.4.1 蚊子振动穿刺规律 |
| 5.4.2 仿生振动穿刺实验 |
| 5.5 基于智能分块搜索与改进RRT*算法的刚柔协作介入机器人穿刺控制策略 |
| 5.5.1 刚柔协作穿刺设计思路 |
| 5.5.2 判定标准 |
| 5.5.3 刚柔协作介入机器人穿刺控制策略 |
| 5.6 刚柔协作穿刺实验 |
| 5.6.1 刚柔协作介入机器人穿刺控制策略实验平台的搭建 |
| 5.6.2 实验结果与分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间所取得的成果 |
| 致谢 |
（3）基于TRIZ理论的轻度偏瘫患者下肢外骨骼康复设备（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 下肢康复外骨骼产品研究现状 |
| 1.3.2 TRIZ理论研究现状 |
| 1.3.3 感性意象造型设计研究现状 |
| 1.3.4 研究趋势分析 |
| 1.4 研究目标及研究框架 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 研究框架 |
| 1.5 研究内容及研究方法 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 研究方法 |
| 第2章 轻度偏瘫患者下肢生理结构与康复训练分析 |
| 2.1 下肢关节自由度及运动范围 |
| 2.2 下肢康复训练模式研究 |
| 2.3 人体步态分析 |
| 2.3.1 下肢的主要肌肉及作用 |
| 2.3.2 健康者正常步态状况 |
| 2.3.3 轻度偏瘫患者异常步态及影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 轻度偏瘫患者下肢康复外骨骼用户研究 |
| 3.1 用户调研与分析 |
| 3.1.1 确定目标用户 |
| 3.1.2 用户调研设计 |
| 3.1.3 调研数据分析 |
| 3.2 KJ法的需求整理 |
| 3.3 应用Kano模型进行用户需求评价 |
| 3.3.1 Kano模型方法概述 |
| 3.3.2 Kano模型的评价方法 |
| 3.3.3 下肢康复外骨骼产品用户需求评价 |
| 3.4 下肢康复外骨骼用户需求总结 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 轻度偏瘫患者下肢康复外骨骼产品功能设计 |
| 4.1 TRIZ理论体系概述 |
| 4.2 以用户需求为导向的产品功能分析 |
| 4.2.1 TRIZ技术系统进化法则 |
| 4.2.2 下肢康复外骨骼产品的功能分析 |
| 4.3 下肢康复外骨骼产品功能设计策略 |
| 4.4 下肢康复外骨骼产品的功能设计定位 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 轻度偏瘫患者下肢康复外骨骼产品的造型意向研究 |
| 5.1 产品造型意象概述 |
| 5.2 研究流程设计 |
| 5.3 下肢康复外骨骼产品造型的感性意象分析 |
| 5.3.1 感性意象词汇的搜集与筛选 |
| 5.3.2 代表性样本的搜集与筛选 |
| 5.4 产品感性意象测量 |
| 5.4.1 制作语意差异量表 |
| 5.4.2 分析感性意象样本数据 |
| 5.4.3 形成感性意象与造型特征的映射 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 轻度偏瘫患者下肢康复外骨骼产品设计实践 |
| 6.1 控制系统实现方式分析 |
| 6.2 基于TRIZ冲突解决原理概述 |
| 6.3 下肢康复外骨骼产品造型中的冲突分析与解决 |
| 6.3.1 产品功能和外观冲突问题确定 |
| 6.3.2 产品功能和外观冲突问题解决 |
| 6.4 下肢康复外骨骼产品方案设计 |
| 6.4.1 方案设计草图 |
| 6.4.2 人机尺寸分析 |
| 6.4.3 下肢康复外骨骼产品设计方案 |
| 6.5 产品验证 |
| 6.5.1 运动学分析及其仿真 |
| 6.5.2 产品样机验证 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（4）骨盆快速复位系统的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.1.1 课题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 骨科手术的研究现状 |
| 1.2.2 国外手术机器人的研究现状 |
| 1.2.3 国内手术机器人的研究现状 |
| 1.3 课题的研究内容 |
| 第二章 骨盆复位系统的相关理论与技术 |
| 2.1 骨盆骨折的概述 |
| 2.1.1 骨盆的解剖结构分析 |
| 2.1.2 骨盆骨折的分型 |
| 2.2 骨盆的临床影像检查技术 |
| 2.2.1 CT成像的基本原理与DICOM标准医学图像 |
| 2.2.2 CT图像与CT值 |
| 2.2.3 X射线成像的基本原理 |
| 2.3 骨盆复位系统需求的参数估算 |
| 2.3.1 骨盆模型的获取 |
| 2.3.2 骨盆复位的手术方式 |
| 2.3.3 骨盆骨折移位量的估计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 骨盆快速复位系统技术方案设计 |
| 3.1 机器人空间位姿的矩阵表示 |
| 3.1.1 点与向量的矩阵表示 |
| 3.1.2 坐标系与刚体的表示 |
| 3.1.3 坐标系的变换 |
| 3.2 并联机构控制骨盆运动的反解 |
| 3.3 基于需求分析下串联机械臂的选型 |
| 3.3.1 DH参数法 |
| 3.3.2 UR10 机械臂的运动学正解 |
| 3.3.3 UR10 机械臂的运动学逆解 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 骨盆快速复位装置的机构设计 |
| 4.1 Creo设计软件介绍 |
| 4.2 骨盆复位装置的两种方案对比 |
| 4.3 复位螺钉连接件的结构设计 |
| 4.3.1 螺钉把持方式 |
| 4.3.2 复位螺钉夹紧方案设计 |
| 4.3.3 复位螺钉夹紧装置结构设计 |
| 4.3.4 复位螺钉与机械臂末端连接机构设计 |
| 4.4 复位夹紧机构自由度的计算 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 骨盆快速复位系统的控制系统设计 |
| 5.1 骨盆快速复位系统的任务 |
| 5.2 骨盆复位装置控制系统的体系结构 |
| 5.3 骨盆复位中机械臂应达空间位姿的计算 |
| 5.4 骨盆复位系统的控制软件 |
| 5.5 本章小节 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 硕士期间取得的成果 |
（5）基于解剖学特征点的右心室磁共振图像分割（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究的背景与意义 |
| 1.1.1 心脏解剖学知识及关键特征点介绍 |
| 1.1.2 医学图像分割的意义 |
| 1.2 课题研究现状 |
| 1.2.1 图像分割的研究现状 |
| 1.2.2 心脏关键特征点的定位研究现状 |
| 1.2.3 心脏磁共振图像分割研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 本文章节的内容安排 |
| 第二章 医学图像成像技术及图像预处理 |
| 2.1 核磁共振成像原理 |
| 2.2 DICOM格式的介绍 |
| 2.3 医学影像的预处理 |
| 2.3.1 图像的增强 |
| 2.3.2 图像的去噪 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 心腔区域的初步分割 |
| 3.1 基于霍夫变换的左心室定位方法 |
| 3.2 基于区域分割的心室粗分割 |
| 3.2.1 区域生长的原理 |
| 3.2.2 阈值分割的原理 |
| 3.2.3 自动粗分割方案 |
| 3.3 右心室的粗分割 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于水平集的右心室分割算法 |
| 4.1 活动轮廓模型基本理论 |
| 4.1.1 曲线演化理论 |
| 4.1.2 参数活动轮廓模型 |
| 4.2 水平集基本理论 |
| 4.2.1 水平集的表示形式 |
| 4.2.2 符号距离函数 |
| 4.2.3 距离正则化水平集 |
| 4.3 基于水平集的右心室分割方法 |
| 4.3.1 保凸左心室水平集分割算法 |
| 4.3.2 改进的水平集右心室分割算法 |
| 4.4 实验结果与评价指标 |
| 4.4.1 数据集和评价指标 |
| 4.4.2 实验结果和对比实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于卷积神经网络的心脏特征点检测及其应用 |
| 5.1 卷积神经网络 |
| 5.1.1 卷积神经网络的基本组成 |
| 5.1.2 经典卷积神经网络 |
| 5.2 基于卷积神经网络的改进 |
| 5.2.1 基础模型介绍 |
| 5.2.2 改进网络模型结构 |
| 5.2.3 损失函数 |
| 5.3 对比实验 |
| 5.3.1 数据集简介 |
| 5.3.2 评价指标 |
| 5.3.3 数据预处理与训练过程 |
| 5.3.4 实验结果 |
| 5.4 结合特征点的右心室自动化分割算法 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读专业硕士学位期间取得的成果 |
（6）双臂协作式体外冲击波碎石系统的运动学与动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 双臂协作式体外超声波碎石系统的研究背景与意义 |
| 1.2 临床超声检查所面临的问题 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 超声机器人系统的研究现状 |
| 1.3.2 体外超声碎石系统的研究现状 |
| 1.3.3 体外超声碎石系统目前存在问题 |
| 1.4 研究的目的与意义 |
| 1.5 课题研究内容和创新点 |
| 1.5.1 本课题的主要研究内容 |
| 1.5.2 本研究的创新点 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 双臂协作式超声波碎石系统方案设计 |
| 2.1 临床超声波碎石流程分析 |
| 2.2 双臂协作式体外超声波碎石系统结构设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 双臂协作式超声波碎石系统运动学的研究 |
| 3.1 机械臂运动学基础 |
| 3.1.1 机械臂位置与姿态的描述 |
| 3.1.2 系统运动变换方程 |
| 3.2 双臂协作式超声波碎石系统运动学分析 |
| 3.2.1 改进D-H参数法建立运动学模型 |
| 3.2.2 双臂协作式超声波碎石机器人的正运动学分析 |
| 3.2.3 双臂协作式超声波碎石机器人的运动空间和参量分析 |
| 3.2.4 双臂协作式超声波碎石机器人的逆运动学分析 |
| 3.3 双臂协作式超声波碎石系统轨迹规划研究 |
| 3.3.1 机器人关节空间的轨迹规划 |
| 3.3.2 笛卡尔空间轨迹规划 |
| 3.3.3 超声扫描臂的运动规划 |
| 3.3.4 碎石臂的运动规划 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 碎石系统动力学研究与分析 |
| 4.1 碎石系统的动力学建模 |
| 4.2 碎石系统的动力学分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 基于Simulink/Simscape Multibody虚拟样机的运动学和动力学仿真 |
| 5.1 Simulink/Simscape Multibody虚拟样机仿真平台概述 |
| 5.2 协作超声波碎石机的Simscape Multibody建模流程分析 |
| 5.2.1 模型的导入和参数设置 |
| 5.2.2 关节空间运动学分析及数据导入 |
| 5.3 基于Matlab&Simulink虚拟样机的运动学仿真 |
| 5.3.1 扫描臂的运动学仿真结果分析 |
| 5.3.2 碎石臂的运动学仿真结果分析 |
| 5.4 基于Simulink的虚拟样机的动力学仿真 |
| 5.5 基于仿真结果的系统优化 |
| 5.6 基于机械臂动力学参数的轨迹优化 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 全文总结 |
| 不足和展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）手术制孔机器人动力学分析与阻抗控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 手术机器人国外研究现状 |
| 1.2.2 手术机器人国内研究现状 |
| 1.2.3 手术机器人力反馈控制研究现状 |
| 1.2.4 手术制孔过程控制研究现状 |
| 1.2.5 骨组织钻削有限元模拟研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 第2章 骨骼制孔过程分析 |
| 2.1 骨骼材料特性 |
| 2.1.1 骨骼材料的组成 |
| 2.1.2 骨骼材料的力学性能 |
| 2.1.3 钻削机理 |
| 2.2 骨骼制孔过程分析 |
| 2.2.1 刀具运动轨迹 |
| 2.2.2 切削力的来源与产生分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 骨骼制孔过程有限元分析 |
| 3.1 ABAQUS有限元仿真关键技术 |
| 3.1.1 求解器的选择 |
| 3.1.2 骨骼钻削几何模型创建 |
| 3.1.3 材料属性设置 |
| 3.1.4 边界条件与预定义场的设定 |
| 3.1.5 相互作用 |
| 3.2 材料失效模型与分离准则 |
| 3.2.1 材料失效模型 |
| 3.2.2 网格划分 |
| 3.2.3 网格控制属性 |
| 3.3 有限元仿真与分析 |
| 3.3.1 切削过程分析 |
| 3.3.2 钻削力与钻削扭矩分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 手术制孔机器人运动学与动力学分析 |
| 4.1 骨骼手术制孔机器人模块化设计 |
| 4.1.1 制孔机器人本体分析 |
| 4.1.2 末端执行器设计与建模 |
| 4.2 机器人姿态描述 |
| 4.2.1 位置与姿态在三维空间中的描述 |
| 4.2.2 D-H关节坐标描述法 |
| 4.3 手术制孔机器人运动学分析 |
| 4.3.1 正运动学计算 |
| 4.3.2 正运动学验证仿真 |
| 4.3.3 基于解析法的机器人逆解计算 |
| 4.3.4 逆解验证与仿真 |
| 4.3.5 手术制孔机器人工作空间仿真 |
| 4.4 手术制孔机器人动力学建模 |
| 4.4.1 机器人总动能求解 |
| 4.4.2 机器人总势能求解 |
| 4.4.3 机器人动力学分析 |
| 4.5 动力学仿真 |
| 4.5.1 建立Adams模型 |
| 4.5.2 动力学仿真分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 手术制孔机器人控制器设计 |
| 5.1 机器人阻抗控制 |
| 5.1.1 阻抗控制原理 |
| 5.1.2 骨骼制孔钻削过程力学特性分析 |
| 5.2 基于钻削力反馈的阻抗控制器 |
| 5.2.1 建立机器人关节模型 |
| 5.2.2 搭建阻抗控制系统 |
| 5.3 阻抗控制器参数影响分析 |
| 5.3.1 惯性参数的影响 |
| 5.3.2 阻尼参数的影响 |
| 5.3.3 刚度参数的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文 |
| 附录 B 攻读学位期间所发表的专利 |
（8）开颅手术机器人阻抗控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 神经外科手术机器人研究现状 |
| 1.2.1 “微创治疗型”神经外科手术机器人国内外研究现状 |
| 1.2.2 “开颅治疗型”神经外科手术机器人国内外研究现状 |
| 1.3 阻抗控制研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容及章节安排 |
| 第二章 开颅手术机器人系统组成 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 开颅手术机器人系统设计需求分析 |
| 2.2.1 开颅手术面向的对象 |
| 2.2.2 传统人工开颅手术的手术流程 |
| 2.2.3 传统人工开颅手术存在的问题 |
| 2.2.4 开颅手术机器人系统设计需求 |
| 2.3 机器人辅助开颅手术的手术室布局及手术流程 |
| 2.3.1 传统人工开颅手术的手术室布局 |
| 2.3.2 机器人辅助开颅手术的手术室布局 |
| 2.3.3 机器人辅助开颅手术的手术流程 |
| 2.4 开颅手术机器人系统组成 |
| 2.4.1 手术机械臂 |
| 2.4.2 光学定位系统 |
| 2.4.3 末端执行器及末端通用器械夹具 |
| 2.4.4 六维力传感器及力采集系统 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 开颅手术机器人运动学分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 开颅手术机器人正逆运动学建模 |
| 3.2.1 机器人坐标系建立 |
| 3.2.2 正运动学建模 |
| 3.2.3 正运动学仿真验证 |
| 3.2.4 逆运动学建模 |
| 3.2.5 逆运动学仿真验证 |
| 3.3 开颅手术机器人工作空间分析 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 开颅手术机器人轨迹规划及轨迹跟踪控制方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 关节空间轨迹规划 |
| 4.2.1 三次多项式 |
| 4.2.2 五次多项式 |
| 4.2.3 三次多项式与五次多项式的仿真比较 |
| 4.2.4 关节空间轨迹规划仿真实验 |
| 4.3 笛卡尔空间轨迹规划 |
| 4.3.1 直线插值法 |
| 4.3.2 笛卡尔空间轨迹规划仿真实验 |
| 4.4 关节空间轨迹跟踪控制 |
| 4.4.1 机器人动力学 |
| 4.4.2 计算力矩前馈控制 |
| 4.4.3 计算力矩前馈控制仿真实验 |
| 4.4.4 计算力矩反馈控制 |
| 4.4.5 计算力矩反馈控制仿真实验 |
| 4.4.6 动力学补偿控制 |
| 4.4.7 动力学补偿控制仿真实验 |
| 4.5 笛卡尔空间轨迹跟踪控制 |
| 4.5.1 改进分解速度控制 |
| 4.5.2 改进分解速度控制仿真实验 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 开颅手术机器人阻抗控制技术研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 机器人与环境的模型 |
| 5.3 传统的基于位置控制的阻抗控制 |
| 5.4 模型参考自适应阻抗控制 |
| 5.5 模型参考自适应变阻抗控制 |
| 5.6 手术机器人三维可视化建模 |
| 5.6.1 手术机器人Sim Mechanics模型建立 |
| 5.6.2 手术机器人Sim Mechanics模型运动学验证 |
| 5.7 传统的基于位置控制的阻抗控制仿真实验 |
| 5.7.1 平面跟踪仿真实验 |
| 5.7.2 曲面跟踪仿真实验 |
| 5.8 模型参考自适应阻抗控制仿真实验 |
| 5.8.1 平面跟踪仿真实验 |
| 5.8.2 曲面跟踪仿真实验 |
| 5.9 模型参考自适应变阻抗控制仿真实验 |
| 5.9.1 平面跟踪仿真实验 |
| 5.9.2 曲面跟踪仿真实验 |
| 5.10 仿真结果分析 |
| 5.11 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间取得的科研成果和科研情况说明 |
| 致谢 |
（9）乳腺超声检查机器人的路径规划研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 乳腺超声检查机器人国内外研究现状 |
| 1.2.2 机器人路径规划国内外研究现状 |
| 1.2.3 研究现状分析 |
| 1.3 课题来源与本文主要研究内容 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 本文主要研究内容 |
| 第2章 基于双目立体视觉的乳腺模型三维重建 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 双目视觉系统的坐标系转换 |
| 2.2.1 世界坐标系和相机坐标系的转换 |
| 2.2.2 相机坐标系和图像坐标系的转换 |
| 2.2.3 图像坐标系和图像像素坐标系的转换 |
| 2.3 双目视觉标定校正 |
| 2.3.1 相机标定原理 |
| 2.3.2 相机校正原理 |
| 2.4 乳腺模型图像立体匹配 |
| 2.4.1 基于Census变换法的匹配代价计算 |
| 2.4.2 基于路径聚合法的代价聚合 |
| 2.4.3 视差计算及优化 |
| 2.5 乳腺模型三维点云重构 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于乳腺模型点云数据的扫描路径提取 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 乳腺模型点云预处理 |
| 3.2.1 点云去噪 |
| 3.2.2 点云下采样 |
| 3.3 乳腺模型点云法向量计算 |
| 3.4 乳腺超声扫描路径提取策略 |
| 3.4.1 乳腺超声扫描路径提取要求 |
| 3.4.2 乳腺超声扫描路径提取方法 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 乳腺机器人的超声检查路径规划 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 乳腺机器人的坐标系分析 |
| 4.3 乳腺机器人运动学及工作空间分析 |
| 4.3.1 乳腺机器人正运动学分析 |
| 4.3.2 乳腺机器人逆运动学分析 |
| 4.3.3 乳腺机器人工作空间分析 |
| 4.4 基于NURBS曲线的乳腺机器人超声检查路径规划 |
| 4.4.1 NURBS曲线生成 |
| 4.4.2 NURBS曲线插补 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 乳腺超声检查机器人实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 双目相机标定与畸变校正实验 |
| 5.3 乳腺机器人的手眼标定 |
| 5.4 乳腺超声检查机器人实验 |
| 5.4.1 乳腺机器人运动路径仿真实验 |
| 5.4.2 乳腺机器人运动路径误差分析实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术成果 |
| 致谢 |
（10）血管介入手术机器人远程控制系统实时性与准确性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 主从远程手术机器人国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 存在的主要问题 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 远程血管介入手术机器人系统设计与研究 |
| 2.1 远程血管介入手术机器人系统介绍 |
| 2.2 主端操作器结构设计 |
| 2.3 从端操作器结构设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 远程血管介入手术机器人软件设计与系统研究 |
| 3.1 经典通信协议的比较 |
| 3.1.1 基于UDP的网络传输协议 |
| 3.1.2 基于TCP的网络传输协议 |
| 3.2 远程通信的软件设计 |
| 3.3 系统时延测量 |
| 3.3.1 控制系统纯滞后的测量 |
| 3.3.2 远程介入手术机器人系统网络时延的测量 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 时滞补偿控制算法研究 |
| 4.1 网络化控制系统论述 |
| 4.2 Smith预估补偿网络控制 |
| 4.2.1 基于改进Smith预估补偿算法的网络控制 |
| 4.3 模糊PID控制设计 |
| 4.3.1 模糊量化处理 |
| 4.3.2 模糊规则制定 |
| 4.3.3 模糊推理与解模糊 |
| 4.4 算法仿真及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 实验与分析 |
| 5.1 实验平台搭建 |
| 5.2 实验结果分析 |
| 5.2.1 轴向位置跟踪实验与分析 |
| 5.2.2 径向位置跟踪实验与分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间取得的科研成果和科研情况说明 |
| 致谢 |
四、基于C/S方式的医生临床应用系统的设计（论文参考文献）
- [1]数字骨外固定器建模及软件设计[D]. 李一丹. 中北大学, 2021(09)
- [2]刚柔协作介入机器人仿生设计及穿刺控制研究[D]. 张为玺. 哈尔滨理工大学, 2021
- [3]基于TRIZ理论的轻度偏瘫患者下肢外骨骼康复设备[D]. 王依晨. 燕山大学, 2021(01)
- [4]骨盆快速复位系统的设计与实现[D]. 杨皓翔. 电子科技大学, 2021(01)
- [5]基于解剖学特征点的右心室磁共振图像分割[D]. 杜维鑫. 电子科技大学, 2021(01)
- [6]双臂协作式体外冲击波碎石系统的运动学与动力学研究[D]. 张荣顺. 兰州理工大学, 2021(01)
- [7]手术制孔机器人动力学分析与阻抗控制研究[D]. 王志文. 兰州理工大学, 2021(01)
- [8]开颅手术机器人阻抗控制技术研究[D]. 孙新超. 天津理工大学, 2021(08)
- [9]乳腺超声检查机器人的路径规划研究[D]. 赵梓汐. 哈尔滨理工大学, 2021(09)
- [10]血管介入手术机器人远程控制系统实时性与准确性的研究[D]. 庄子祥. 天津理工大学, 2021(08)