上海交通大学学报 ›› 0, Vol. ›› Issue (): 0-.doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2024.423
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摘要: 激光骨消融手术机器人是骨科手术机器人一个新兴发展方向,但激光消融深度控制是该技术走向临床应用所遇到的一大难题。本文基于量效关系模型实现了对激光骨消融深度的前馈控制,并且区分对待消融作用机制不同的皮质骨和松质骨。首先分别针对离体皮质骨和松质骨开展激光消融实验,并基于全连接神经网络对实验数据进行拟合,分别建立了Ho:YAG激光消融皮质骨/松质骨的量效关系模型,即激光作用脉冲数与消融深度之间的数学关系模型。然后根据骨密度将待消融骨组织划分为皮质骨和松质骨两类,针对不同骨质分别采用对应的量效关系模型,由目标消融深度规划得出激光作用脉冲数,以供在消融过程中控制激光的发生与停止。为了评估量效关系模型的准确度与消融深度控制方法的有效性,我们按照消融深度前馈控制工作流程开展了激光消融实验,结果表明实际消融深度与目标消融深度之间的误差均小于0.8mm,满足临床手术指标。
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