机械工程学报

作者：李英田, 童鑫, 陈星宇, 莫菲, 孙众卿, 高兴, 王磊, 周小虎

单位：1. 中国科学院深圳先进技术研究院 深圳 518055;2. 中国科学院自动化研究所 北京 100190

关键词：手术机器人,支架植入术,多螺旋支架,适应性变形,变刚度；

基金：国家自然科学基金(U21A20480,62373351,62222316)、深圳市科技计划(JCYJ20210324115609025)和中国科学院青年创新促进会(2020140)资助项目。

提出了一种气管支架的设计与制备方法以从原理上适应气管的自体差异与病变引发的结构差异，并为支架设计了软-硬可变特性以满足支架植入前后不同的刚度需求。设计了支架递入装置，通过球囊膨胀改变支架形态，保障支架在气管中的适应性变形，并为用于树脂固化的光纤预留了递送通道。设计了移动平台与五轴机械臂，为递送装置与支架提供大范围空间运动与精细递送操作的能力。集成各组件完成了适应性气管支架植入机器人系统的开发。提出了支架设计与受压变形分析理论，使用压力测试平台验证了理论的有效性并评估了支架的抗压性能。使用同一制备尺寸的支架，实现了支架对于不同内径与内结构腔道的适应性贴合。最后，使用支架植入机器人系统，在人体气管仿体中进行了气管支架植入术的实验验证。

来源：2024年第17期

《机械工程学报》期刊编辑部

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