目的:
在放射治療領(lǐng)域,能夠跟蹤患者運(yùn)動(dòng)或沿6自由度(6DOF)定位患者的醫(yī)療技術(shù)的使用穩(wěn)步增長(zhǎng)。但是,由于跟蹤和執(zhí)行6DOF運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性,至關(guān)重要的是,必須正確驗(yàn)證此類技術(shù)以使其在規(guī)格范圍內(nèi)運(yùn)行,以確保患者安全。在這項(xiàng)研究中,提出了一種機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模型,可以對(duì)它進(jìn)行編程,以沿X(左右),Y(上下),Z(前后),俯仰(大約X),橫滾(Y左右)和偏航(Z左右))軸。此外,可以執(zhí)行沿所有軸的高度同步運(yùn)動(dòng),以模擬6D腫瘤的動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)。表征了這種6D運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。
方法:
全控科技根據(jù)洗出算法以及并行運(yùn)動(dòng)學(xué)平臺(tái)原型,構(gòu)建了內(nèi)部設(shè)計(jì)和制造的6D機(jī)器人運(yùn)動(dòng)幻影。使用反向運(yùn)動(dòng)學(xué)公式控制該設(shè)備,并針對(duì)每個(gè)自由度同時(shí)或分別執(zhí)行所有6個(gè)自由度(X,Y,Z,俯仰,橫搖和偏航)的精確運(yùn)動(dòng)。此外,有效地執(zhí)行了先前記錄的6D顱骨和前列腺運(yùn)動(dòng)。使用15 fps 6D紅外標(biāo)記跟蹤系統(tǒng)驗(yàn)證了機(jī)器人的幻影運(yùn)動(dòng),并將測(cè)得的軌跡與預(yù)期的輸入軌跡進(jìn)行了定量比較。還確定了系統(tǒng)的工作空間,最大6D速度,齒隙和重量負(fù)載能力。
結(jié)果:
所述6DOF平臺(tái)的評(píng)價(jià)表明0.14平移根均方誤差(RMSE)值,0.22,和0.08毫米超過20毫米的X和ÿ和10毫米?分別和0.16旋轉(zhuǎn)RMSE值°,0.06°,和在俯仰,橫搖和偏航的10°上分別為0.08°。機(jī)器人平臺(tái)還有效地執(zhí)行了受控的6D運(yùn)動(dòng),并在15分鐘內(nèi)再現(xiàn)了顱骨軌跡,平移和旋轉(zhuǎn)最大RMSE為0.04 mm,旋轉(zhuǎn)時(shí)的最大RMSE為2分鐘,平移時(shí)最大RMSE為0.06 mm旋轉(zhuǎn)0.04°。
結(jié)論:
在臨床標(biāo)準(zhǔn)下,這種6D機(jī)器人模型已被證明是準(zhǔn)確的,并且能夠以6D模式再現(xiàn)腫瘤運(yùn)動(dòng)。這種功能使機(jī)器人模型可用于質(zhì)量保證或研究目的。