中科院科學家在穿戴式手術機器人信息融合領域取得新進展

近日，中國科學院科學家團隊——深圳先進技術研究院生物醫學與健康工程研究所微創中心穿戴式手術機器人項目組在信息融合領域取得新進展，相關成果Towards Characterization and Adaptive Compensation of Backlash in a Novel Robotic Catheter System for Cardiovascular Interventions近日被國際生物醫學電路與系統刊物IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems接收（DOI：10.1109/TIE.2017.2764870）。論文的共同第一作者是深圳先進院博士生Olatunji Omisore和研究助理韓世鵬，通訊作者是研究員王磊。

微創介入手術機器人的精確感知與精準操控有重要的臨床意義，是亟待解決的應用基礎科學問題。一旦取得突破，將與介入影像學、新型術中成像、虛擬現實導航等方面的最新科研進展相結合，顯著提升機器人介入手術的綜合治療水平。與機器人技術的發展相對應，可穿戴技術也在迅猛發展之中。可穿戴技術結合人體生理學與人體工效學原理，綜合運用MEMS感測器與執行器、低功耗人體感測器網路和醫學智能信息獲取與交互手段，在小型化、穿戴化發展的同時，提高了設備/器械的感知和操控精確度，從而使得通過穿戴式設計來提升微創手術機器人的精確定位能力的想法具有可行性和實際意義。項目組經過充分的理論研究，提出了一種介入手術機器人反衝補償的新機制，並對關鍵控制變數進行了特性化，系統在血管仿體上完成了實驗評估，取得了良好的實測效果。

該項研究得到了國家自然科學基金-深圳機器人聯合基金重點支持「穿戴式精確定位介入手術機器人的力覺感知與導絲操控機理（U1713219）」、國家科技部863計劃「腦血管實時介入移動式手術機器人（2015AA043203）」及中科院重點部署等項目和課題的資助，表明深圳先進院在穿戴式人體感測器網路領域科研工作的不斷深入和科學目標的進一步拓展。

圖1介入導管導絲操控模塊的總體框圖

圖2實驗評估系統（左：硬體系統；右：血管仿體）

（來源：中國科學院）

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