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六自由度机器人已证实可用于研发放射治疗模拟肿瘤运动模型
发布时间:2020-08-19 10:36

  目的:

  在放射治疗领域,能够跟踪患者运动或沿6自由度(6DOF)定位患者的医疗技术的使用稳步增长。但是,由于跟踪和执行6DOF运动的复杂性,至关重要的是,必须正确验证此类技术以使其在规格范围内运行,以确保患者安全。在这项研究中,提出了一种机器人运动模型,可以对它进行编程,以沿X(左右),Y(上下),Z(前后),俯仰(大约X),横滚(Y左右)和偏航(Z左右))轴。此外,可以执行沿所有轴的高度同步运动,以模拟6D肿瘤的动态运动。表征了这种6D运动的准确性和可重复性。

  方法:

  全控科技根据洗出算法以及并行运动学平台原型,构建了内部设计和制造的6D机器人运动幻影。使用反向运动学公式控制该设备,并针对每个自由度同时或分别执行所有6个自由度(X,Y,Z,俯仰,横摇和偏航)的精确运动。此外,有效地执行了先前记录的6D颅骨和前列腺运动。使用15 fps 6D红外标记跟踪系统验证了机器人的幻影运动,并将测得的轨迹与预期的输入轨迹进行了定量比较。还确定了系统的工作空间,最大6D速度,齿隙和重量负载能力。

  结果:

  所述6DOF平台的评价表明0.14平移根均方误差(RMSE)值,0.22,和0.08毫米超过20毫米的X和ÿ和10毫米Ž分别和0.16旋转RMSE值°,0.06°,和在俯仰,横摇和偏航的10°上分别为0.08°。机器人平台还有效地执行了受控的6D运动,并在15分钟内再现了颅骨轨迹,平移和旋转最大RMSE为0.04 mm,旋转时的最大RMSE为2分钟,平移时最大RMSE为0.06 mm旋转0.04°。

  结论:

  在临床标准下,这种6D机器人模型已被证明是准确的,并且能够以6D模式再现肿瘤运动。这种功能使机器人模型可用于质量保证或研究目的。

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