近日，IEEE Transactions onIndustrial Electronics（电气和电子工程师协会工业电子学会刊）刊登了我司与华南理工大学合作穿刺机器人领域的最新成果《一种用于胸腹部的呼吸跟随穿刺机器人系统》（A novel respiratory follow-up robotic system for thoracic-abdominalpuncture）。该成果提出了一种能够基于最佳呼吸时隙进行靶区穿刺的机器人系统，可有效降低呼吸运动对穿刺精度的影响。
穿刺手术是将穿刺针刺入体腔内提取病灶样本、注入药物及消融病灶的医学诊疗技术。而穿刺机器人是实现该诊疗技术的一种基于图像引导经皮辅助穿刺诊疗的系统。与人工穿刺相比，穿刺机器人能够提高靶区定位精度，防止多次穿刺造成的二次创伤和并发症，减少病人创口面积，从而提高手术效率。然而，人体呼吸运动增加了靶区定位的难度，因此穿刺机器人在胸腹部的应用受到很大的限制。
图示1 呼吸跟随穿刺机器人系统
本项研究有效解决了这一难题，提出了一种用于胸腹部穿刺的呼吸跟随机器人系统。该系统包含光学定位仪、六自由度机器人、手术导航系统、手术工具执持器以及呼吸模拟装置。光学定位仪可获取反光标记点位置信息，起到空间定位功能。机器人驱动手术工具实施靶区穿刺任务。手术导航系统实时获取光学定位仪和机械臂的信息，起到大脑的控制作用。呼吸仿真装置可模拟人体呼吸运动，其满足临床呼吸运动特征，为机器人控制策略的设计奠定基础。该系统通过对呼吸运动的实时分析，控制机器人进行靶区穿刺与呼吸跟随运动。当处于最佳穿刺时隙时，机器人进行靶区穿刺，可实现高精度空间定位；否则，机器人将停止进针而跟随呼吸运动。
图示2 呼吸体膜穿刺实验结果示意图
IEEE Transactions onIndustrial Electronics是电气电子领域国际顶级期刊，主要报道信息、控制、电气及工业电子等领域最新的研究进展，期刊影响因子7.503，属于SCI一区TOP期刊。论文详细内容请见：https://ieeexplore.ieee.org/document/9005387/
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