一种丝传动柔性手术器械的运动精度检测方法

作     者：王树新 郭立瑶 李旭莹 王成龙 张国凯 Wang Shuxin;Guo Liyao;Li Xuying;Wang Chenglong;Zhang Guokai

作者机构：天津大学机械工程学院天津300350 天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室天津300350 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51475323) 国家重点研发计划资助项目(2017YFC0110403)~~ 

出 版 物：《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 (Journal of Tianjin University：Science and Technology)

年 卷 期：2019年第52卷第5期

页      码：449-458页

摘      要：自然腔道手术是经过自然体腔进入人体进行诊断的一种新型手术模式,手术过程中使用的柔性微创手术器械的运动精度检测对术中操作质量具有重要意义.在复杂的自然体腔环境下,针对丝传动柔性手术器械存在末端控制不稳、腔内操作受限的问题,提出了一种非接触式运动精度检测方法.该方法以自然腔道手术器械为研究对象,基于光学成像原理及图像处理方法检测手术器械的位置信息,具有通用性和易操作性.在此基础上进行固定角度摆动的单目运动精度检测实验,发现获取目标的位置坐标具有分布趋势,因此在单目检测的基础上,增加光轴垂直布置的相机,改进了获取目标位置坐标的计算方法,搭建采用双摄像机的优化测量实验平台.与单目视觉检测相比,优化实验水平方向的平均精度从±1.19 mm提升到±0.85 mm,方差从0.04减小为0.02;竖直方向的平均精度从±1.28 mm提升到±0.90 mm,方差从0.07减小为0.04,说明测量结果彼此波动的程度减小,可以直观地对器械运动精度进行评价.最后,通过提出精度影响指标w验证了图像处理过程的稳定性;通过全局误差点分布箱图说明了改进后的算法对相对误差点的集中化,进一步说明此方法优化提取数据,对运动精度检测具有可行性.

主 题 词：柔性手术器械 图像处理 非接触 精度检测 

学科分类：081203[081203] 08[工学] 0835[0835] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.11784/tdxbz201807012

馆 藏 号：203454039...