摘要:以前列腺粒子植入机器人精准穿刺为目标,针对机器人辅助前列腺粒子植入手术的现存不足和发展趋势,开展针挠曲 形变预测模型和穿刺控制策略等方面的研究。 研究了针挠曲形变预测模型的参数获取问题,提出基于矫正力的术中组织杨氏 模量识别方法,解决术中组织杨氏模量获取困难的问题。 随后,建立基于矫正力的穿刺控制策略,分为两个阶段,即术前针尖轨 迹规划阶段和术中穿刺策略调整阶段。 在术前针尖轨迹规划阶段,基于针挠曲形变预测模型构建成本函数获取最佳针尖轨迹 与穿刺参数。 在术中穿刺策略调整阶段,构建了反向针挠曲形变预测模型,对矫正力的数值进行术中补偿,并采用基于强化学 习(RL)的自适应 PID 方法设计控制器控制矫正力的施加,实现精准穿刺。 自主搭建了粒子植入机器人实验平台以验证所提穿 刺控制策略的有效性,粒子植入的平均误差为 1. 96 mm,标准误差为 0. 56 mm,实验结果表明,基于矫正力的穿刺控制策略能够 有效降低针尖挠曲值,可以提高粒子植入精度。