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| DC 欄位 | 值 | 語言 |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | 顏炳郎(Ping-Lang Yen) | |
| dc.contributor.author | Wei-Sheng Huang | en |
| dc.contributor.author | 黃瑋勝 | zh_TW |
| dc.date.accessioned | 2021-06-07T17:51:56Z | - |
| dc.date.copyright | 2012-08-27 | |
| dc.date.issued | 2012 | |
| dc.date.submitted | 2012-08-21 | |
| dc.identifier.citation | [1] 郵政醫院。2007。醫學知識庫集。台灣：郵政醫院。網址：http://www.postal.com.tw/%E7%B6%B2%E7%AB%99%E8%A1%9B%E6%95%99%E5%96%AE%E5%BC%B5/%E9%AA%A8%E7%A7%91/%E4%BA%BA%E5%B7%A5%E8%86%9D%E9%97%9C%E7%AF%80%E9%87%8D%E5%BB%BA.htm。上網日期：2012/04/28。
[2] NDI. 1981. measurement enabling computer-assisted surgery and therapy. CANADA:Northern Digital Inc. Available at: http://www.ndigital.com/index.php. Accessed 11 October 2011. [3] Manual of Total Knee Systems Surgical Protocol, Stryker Corporation, 2003. [4] 郵政醫院。2009。醫院資訊網站。台灣：郵政醫院。網址：http://www.postal.com.tw/。上網日期：2011/10/11。 [5] Hutchinson, S. , G. Hager, P. Corke, 1996. A tutorial on visual servo control. ,IEEE Transactions on Robotics and Automation, vol. 12, no. 5, pp. 651-670. [6] 劉士鳴。2009。膝關節手術機器人之微創鉗型鉗制法開發。碩士論文。台北：臺北科技大學自動化科技研究所。 [7] 盧俊昌。2010。整合光學追蹤系統支全膝關節置換手介面開發。碩士論文。台北：台北科技大學自動化科技研究所。 [8] Taylor, R.H. and D. Stoianovici, 2003. Media Robotics in Computer-Integrated Sugery. IEEE Trans. On Robotic and Automation, Vol. 19, No. 5, pp.765-781 [9] Horn, B., 1987. Close-Form Solution of Absolute Orientation Using Unit Quaternions., J. Optical Soc. Am., vol. 4, No. 4, pp. 629-642 | |
| dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/15778 | - |
| dc.description.abstract | 退化性關節炎病患經口服藥物及物理治療無效後，膝關節置換手術是最佳的治療方式。膝關節置換手術乃是將磨損及受到傷害的軟骨及部分周邊骨頭切除，最後置入人工膝關節以取代切除的部分，以期病患可以順利運動。為了提升置換手術的精確性及穩定度，現今有許多電腦輔助手術系統的產生來輔助醫生以取代傳統器械的置換方式。
本論文以機械手臂結合導航技術應用在膝關節切骨作為研究主軸，探討機器視覺即時量測骨頭在切骨過程中的移動並進行移動補償，免除固定病患下肢的侵入性。另外並結合機械手臂輔助骨頭切除，透過力量感測器來量測斷醫生的施力作為機器手臂輔助骨頭切除的移動命令，協同醫生進行切割手術。 當機器手臂透過機器視覺對於病體移動，將其補償位置訊號傳至機器手臂；同時機械手臂接收醫生給予力量感測器上的訊號當作移動命令，此兩種命令對於機器手臂與操作者所產生的交互作用，當對系統穩定性與操控性的影響進行分析。本論文嘗試建立一動態控制模型來對手術輔助機器人的機器視覺以及力量控制進行分析。 透過模擬分析，當機器手臂碰觸之物體越硬，造成振動之幅度也相對增加，同時也會被當作力量雜訊與醫生所施的力量訊號一同被力量感測器所接收，透過加入等效阻尼可將此震動所產生的力量雜訊降低，並提高系統之穩定性，根據初步的實驗結果顯示所提出之方法有效改善整個手術輔助機器人系統之穩定性。 | zh_TW |
| dc.description.abstract | Total knee replacement (TKR) is usually taken for patients with degenerative arthritis. The TKR surgery is to cut off the injured cartilage and replace with the artificial knee joint. The success of TKP is highly related to the accuracy and stability of the artificial implant, thus many computer-assisted surgery systems have been developed and proven to be more accurate than the traditional counterpart.
The study is to focus on robot-assisted surgical system where an ABB robot arm with TKR navigation software has been used. The robot is under visual servo control together with admittance force control. In such way, the pose relationship between the cutter and the bone can be fixed, and the robot can also perform bone cutting for the operator. However, the robot with visual servo and force control, will interact with human operator may cause stability issue. The main purpose of the study is to build up a dynamic control model to analyze this issue. Through the preliminary analysis, stability can be deteriorated when the robot arm contacts the hard surroundings. This problem can be effectively solved by introducing an additional contact damping to the controller. | en |
| dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2021-06-07T17:51:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ntu-101-R99631040-1.pdf: 2246663 bytes, checksum: 190cebaf0eb207520b9e2e600f04fa18 (MD5) Previous issue date: 2012 | en |
| dc.description.tableofcontents | 摘要 ii
Abstract iii 目錄 iv 圖目錄 vi 表目錄 viii 第一章 緒論 1 1-1 前言 1 1-2 研究目的 2 第二章 文獻探討 3 2-1傳統器械置換手術與機器手臂輔助手術 3 2-2 影像伺服 4 2-3 力量回饋 6 第三章 系統架構 8 3-1硬體架構 8 3-1-1光學感測器介紹 8 3-1-2 ABB機器手臂 12 3-1-3 力量感測器及力矩感測器 13 3-2軟體架構 13 3-2-1 動態追蹤系統 14 3-2-2 順從控制系統 14 第四章 實驗方法 15 4-1 座標轉換 15 4-1-1 座標系統定義 15 4-1-2 NDI工具座標相對於NDI座標系 15 4-1-3 骨頭座標系相對於NDI座標系 16 4-1-4 骨頭切削面座標系相對於股骨座標系 16 4-1-5手術機器人座標系與NDI座標系之轉換關係 17 量測骨頭時所建立之骨頭座標系及切面座標系均能透過簡易的座標轉換找出其關係，而NDI光學系統與手術輔助機器人之間的連結可透過許多方式來建立，如疊代算法(iterative algorithm)、最小平方法(Least-Square method)或是以四元數(quaternion)演算法等，與其他方法相比，四元數演算法具有正交性，因此本研究採取此方式來建立兩者之間的關係。 17 4-1-5-1 Quaternion 演算法 18 4-1-6 骨頭偏動之動態補償 19 手術中，當病體 19 4-1-7 量測時的動態補償 20 4-1-8切削之動態補償 20 4-2切削時之順從控制 22 4-2-1 訊號閥值 23 4-2-2 切削模擬 24 4-2-3 模擬-操作者之等效阻尼 25 第五章 實驗結果與討論 26 5-1 骨頭特徵點量測之動態補償 26 5-1-1 股骨量測實驗 29 5-2 NDI光學追蹤系統與ABB 機器人關係建立 31 5-3 動態補償追蹤 34 5-4 切削-模擬 35 5-5 切削模擬-加入操控者之等效阻尼 36 第六章 結論與未來展望 40 參考文獻 41 | |
| dc.language.iso | zh-TW | |
| dc.subject | 全膝關節置換手術 | zh_TW |
| dc.subject | 力量控制 | zh_TW |
| dc.subject | 電腦輔助手術系統 | zh_TW |
| dc.subject | 手術導航 | zh_TW |
| dc.subject | force control | en |
| dc.subject | navigation | en |
| dc.subject | computer-assisted surgery system | en |
| dc.subject | total knee replacement (TKR) | en |
| dc.title | 骨科手術機器人中力量控制與影像伺服之探討 | zh_TW |
| dc.title | Study of the Force Control and Visual Servoing via an Orthopedic Surgical Robot | en |
| dc.type | Thesis | |
| dc.date.schoolyear | 100-2 | |
| dc.description.degree | 碩士 | |
| dc.contributor.oralexamcommittee | 葉廷仁(Ting-Jen Yeh),洪碩穗(Shuo-Suei Hung) | |
| dc.subject.keyword | 全膝關節置換手術,電腦輔助手術系統,手術導航,力量控制, | zh_TW |
| dc.subject.keyword | total knee replacement (TKR),computer-assisted surgery system,navigation,force control, | en |
| dc.relation.page | 41 | |
| dc.rights.note | 未授權 | |
| dc.date.accepted | 2012-08-21 | |
| dc.contributor.author-college | 生物資源暨農學院 | zh_TW |
| dc.contributor.author-dept | 生物產業機電工程學研究所 | zh_TW |
| 顯示於系所單位： | 生物機電工程學系 | |
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| 檔案 | 大小 | 格式 | |
|---|---|---|---|
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