校企合作毕业设计

心脏三尖瓣介入器械遥控系统设计与开发

机械工程

资助企业: 上海汇禾医疗科技有限公司

企业导师: 徐军

指导教师: 盛鑫军

项目成员:

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项目简介

项目概述

三尖瓣反流是常见的心脏瓣膜疾病,介入治疗方法相较于药物治疗和外科手术更安全、高效、有效,因此成为新兴的治疗手段。汇禾医疗开发了心脏三尖瓣介入手术的手持式器械,但医护人员使用时长时间暴露在放射环境中,身体健康受到不良影响,希望研发一套遥控系统满足远程手术需求。因此,本毕业设计基于该介入器械及其执行系统研发了遥控系统,实现三尖瓣介入手术的遥操作。

项目目标

1. 设计一套实现遥操作的手控器结构,集成并封装电路、传感器等模块;

2. 设计一套稳定可控的嵌入式控制系统,能够感知手控器运动变化,实现操作台、执行系统与上位机的低延时与远程通讯;能够根据关节空间输入估计介入器械同心管形状,在上位机渲染图形;

3. 开发智能、友好、符合操作直觉的上位机人机交互系统,实现规范的手术操作流程,同时能够辅助医生操作手术;

4. 面向医护人员开发,应直观明确、操作简单、可重复使用。


项目成果

项目完成三自由度遥操作手控器的设计、装配与结构优化;完成基于Omega.7设备和自研设备的运动学分析;完成介入器械同心管运动学分析;完成嵌入式系统的搭建以及系统间通信的建立;完成上位机的多线程多任务开发;完成基于深度学习的医学影像分割辅助手术技术的实现;完成手术流程的分析与人机交互界面设计;完成基于Omega.7设备和自研设备的系统联合控制,为实现三尖瓣介入手术的遥操作奠定坚实基础。


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