导管操作系统中力觉传感器信息的获取与控制研究.pdfVIP

82 传感器与微系统 (TransducerandMicrosystemTechnologies) 2012年 第31卷 第 l期 导管操作系统中力觉传感器信息的获取与控制研究 高洪涛 ，杜 娟 ，肖 楠 ，郭 建 (1．哈尔滨工程大学 自动化学院。黑龙江 哈尔滨 150001；2．日本香川大学，日本 高松761-0396) 摘 要：针对导管操作系统中力觉传感器反馈力的获取与控制进行了研究，导管前端采用光纤力传感器 测量导管的顶端力；导管侧壁采用基于PVDF材料开发的微力传感器来测量导管的侧壁力。该导管操作 系统对力觉传感器的输出信息进行了监测，实现了一种带有受力信息监测的主一从模式的新型导管操作系 统。实验结果表明：该系统能够较好地实现受力信息的反馈。 关键词：微创介人手术；导管；光纤力传感器；触觉力传感器 中图分类号：TP324 文献标识码：A 文章编号：1000-9787(2012)01-0082--03 KRqeseotarrcchh Oonn acquisittiioonn aanndccoonnttrroollOofIiinnforrmmaattiiOonn fIOorrforr,ce sensorsin catheteroperatingsystem GAOHong—tao ，DUJuan ，XIAONan ，GUOJian (1．SchoolofAutomation，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，China； 2．DepartmentofIntelligentMechanicalSystemsEngineering，KagawaUniversity，Takamatsu761-0396，Japan) Abstract：Incatheteroperatingsystem ，acquisition andcontrolforforcefeedback offorcesensorshavebeen studied，thetopforceofcatheterismeasuredusingfiber—opticsensor．Theforceofcatheterwallismeasuredby microforcesensorbasedonPVDF materia1．Thecatheteroperatingsystem monitorsoutputinformationofforce sensors，and a novel lord—from catheter operating system with force infomr ation monitoring is achieved． Experimentalresultsshow thatthesystem canrealizethefeedbackoftheforceinformationofsensorsverywel1． Keywords：minimallyinvasivesurgery (M1S)；catheter；opticalfiberforcesensor；tactileforcesensor 0 引 言 触到血管壁时能使外科医生观察到力的改变情况，它还能 在微创介入手术中，一切工作均由医生实施操作，触 提高血管内神经外科手术期间的安全性。 觉信息对于医生来说十分重要，医生可以依靠触觉和力觉 1 受力信息监测系统 信息来对当前的手术情况做出判断，从而实施合理的手术 1．1 结构设计 方案。 本文所设计的导管操作系统是一个主一从系统。主控 微创介入手术的手术器械与传统的手术器械相比较缺 制部分中，用外科医生操作控制器一 PhantomOmni来驱 乏的正是这种重要的触觉信息，微创手术导管细长而柔