苏永刚 孙志彬 朱 罡 王 豫#*

1(北京积水潭医院创伤骨科，北京 100035)2(北京航空航天大学生物与医学工程学院, 北京 100191)

基于体感交互的骨折复位机器人控制方法实验研究

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1(北京积水潭医院创伤骨科，北京 100035)2(北京航空航天大学生物与医学工程学院, 北京 100191)

将基于体感交互的控制方法引入骨折复位机器人，通过实验研究验证该方法的控制精度以及学习曲线，从而评估该方法的控制效果和学习的难易程度。利用Kinect采集操作者的手势以及手臂的运动状态作为控制参数，经计算机程序识别处理后生成机器人控制指令，从而控制机器人在模型骨上完成骨折复位操作。由6位操作者进行共计60次复位实验，得出复位精度和学习曲线数据。 6位操作者的复位平均距离误差为(4.10±0.77)mm，角度误差为3.25°±1.11°。通过学习曲线分析发现，从第6次实验开始，操作所用时间显著缩短。将基于体感交互用的控制方法用于骨折复位机器人控制，不仅能够满足复位精度要求，而且操作学习时间短。该方法可为手术机器人的人机交互提供一种新的有效方法。

手术机器人；体感交互；骨折复位；人机交互

引言

随着社会现代化进程的不断加快，因车祸等高能量损伤和老年骨质疏松造成的骨创伤已经日益成为严重影响人类生命和健康的突出问题[1-2]。

骨折复位是将骨折后断裂错位的骨骼恢复到正常解剖位置，是骨创伤手术治疗的第一步，也是至关重要的一步，其效果会直接影响手术的效果及术后的恢复。……