面向柔性导管远端主从介入操作的建模与控制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61105099
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    26.0万
  • 负责人：
    刘浩
  • 依托单位：
    中国科学院沈阳自动化研究所
  • 学科分类：
    F0306.自动化检测技术与装置
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

机器人辅助的导管主从介入技术极大地推动了血管微创介入手术的发展，但现有的研究大多是在近端操纵机器人的推/拉和扭转自由度，无法克服导管的柔性特点带来的远、近端运动不确定性，因此导管介入仍然面临着技术要求高和安全性差的缺点。为了改善这种状况，本项目在对柔性导管建模的基础上，综合导管远、近端力反馈和远端位置反馈信息，探索从导管远端实现主从介入的方法。首先将导管的远端弯曲段用三自由度的刚性连杆机构表示，近端鞘管段则对各个自由度引入具有不同参数的时延和比例环节来表达运动传递的延迟和衰减，从而描述导管的柔性特征。随后采用基于参考模型的前馈控制方法协调各个自由度之间的时延，实现导管远端稳定跟随主手位置；并结合阻力反馈信息及安全阈值，操作远端可控自由度保障安全性并实现可靠的力跟随性能。该方法改变了传统的操作模式，是对多种量化的传感信息在导管主从介入操作中有效利用的有益探索，具有较高的理论意义与应用价值。

结项摘要

本项目与沈阳军区总医院和哈尔滨工业大学联合开展，针对由于导管柔性特点引起运动不确定性导致机器人辅助导管主从介入技术仍存在技术要求高与安全性差的缺点，在对柔性导管建模的基础上，综合导管远端力和位置反馈信息，研究从导管远端实现主从介入的方法。具体取得成果如下：基于反射光强式光纤测距的微型力反馈方法，实现对导管远端与组织交互的力信息的实时检测；基于D-H参数方法建立了导管的运动学模型，构建机器人操作的雅克比矩阵；建立主手的操作空间与导管远端运动空间的直接映射，利用机器人的逆运动学控制实现远端主从操作，并开展了体外实验，并对操作精度进行了评估；基于接触力信息，结合器械的可控自由度实现器械操作的局部闭环控制，实现了安全操作。课题执行期间共发表论文23篇，其中SCI检索4篇，EI检索16篇，申请国家发明专利2项；

项目成果

期刊论文数量（11）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（12）
专利数量（0）
Interaction model between capsule robot and intestine based on nonlinear viscoelasticity
基于非线性粘弹性的胶囊机器人与肠道交互模型
  • DOI：
    10.1177/0954411914523404
  • 发表时间：
    2014-02
  • 期刊：
    Proc IMechE Part H: J Engineering in Medicine
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhang Cheng;Liu Hao;Tan Renjia;Li Hongyi
  • 通讯作者：
    Li Hongyi
主从微创手术机器人驱动器模糊比例积分微分控制研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    生物医学工程学杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    赵希梅;任成一;刘浩;李洪谊
  • 通讯作者：
    李洪谊
Modeling of Frictional Resistance of a Capsule Robot Moving in the Intestine at a Constant Velocity
胶囊机器人在肠道内匀速运动的摩擦阻力建模
  • DOI：
    10.1007/s11249-013-0244-5
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Tribology Letters
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Zhang Cheng;Liu Hao;Li Hongyi
  • 通讯作者：
    Li Hongyi
Experimental investigation of intestinal frictional resistance in the starting process of the capsule robot
胶囊机器人启动过程中肠道摩擦阻力的实验研究
  • DOI：
    10.1016/j.triboint.2013.09.019
  • 发表时间：
    2014-02
  • 期刊：
    Tribology International
  • 影响因子：
    6.2
  • 作者：
    Zhang Cheng;Liu Hao;Li Hongyi
  • 通讯作者：
    Li Hongyi

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ patent.updateTime }}

其他文献

中国城市体系等级结构及其空间格局——基于DMSP/OLS夜间灯光数据的实证
  • DOI：
    10.11821/dlxb201406004
  • 发表时间：
    2014-07
  • 期刊：
    地理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    吴健生;刘浩;彭建;马琳
  • 通讯作者：
    马琳
川桂闽浙赣五省区国有林场改革现状问题及对策
  • DOI：
    10.13843/j.cnki.lyjj.2018.10.002
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    林业经济
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘璨;张永亮;刘浩;魏建;朱文清
  • 通讯作者：
    朱文清
我国集体林产权制度演化及绩效研究进展
  • DOI：
    10.13843/j.cnki.lyjj.2015.02.001
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    林业经济
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘璨;李周;张敏新;刘浩
  • 通讯作者：
    刘浩
我国森林生态产品价值实现:路径思考
  • DOI：
    10.13348/j.cnki.sjlyyj.2022.0037.y
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    世界林业研究
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘浩;余琦殷
  • 通讯作者：
    余琦殷
人LOXL2启动子的鉴定与初步分析
  • DOI：
    10.13865/j.cnki.cjbmb.2018.05.11
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    中国生物化学与分子生物学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘心;刘浩;王义涛;雷云龙;卜友泉
  • 通讯作者：
    卜友泉

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败，请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题，我已根据课题信息分析并撰写以下内容，帮您拓宽课题思路：

AI项目思路

AI技术路线图

刘浩的其他基金

应对大规模呼吸传染病检疫的智能化视力融合采样方法研究
  • 批准号：
  • 批准年份：
    2021
  • 资助金额：
    30 万元
  • 项目类别：
    专项基金项目
应对大规模呼吸传染病检疫的智能化视力融合采样方法研究
  • 批准号：
    62141307
  • 批准年份：
    2021
  • 资助金额：
    30.00 万元
  • 项目类别：
    专项项目
新冠病毒咽拭子采样机器人的柔性感知与安全交互方法研究
  • 批准号：
    U20A20195
  • 批准年份：
    2020
  • 资助金额：
    20 万元
  • 项目类别：
    专项基金项目
胆胰内镜介入机器人的情景感知与交互方法研究
  • 批准号：
  • 批准年份：
    2020
  • 资助金额：
    260 万元
  • 项目类别：
机器人辅助子宫内膜干细胞精准修复方法研究
  • 批准号：
    61873257
  • 批准年份：
    2018
  • 资助金额：
    65.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目
基于心跳补偿和热损伤区在线估计的心脏导管适形消融技术研究
  • 批准号：
    61473281
  • 批准年份：
    2014
  • 资助金额：
    85.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者：{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
关闭
close
客服二维码