[1]沈 运１,谢荣理２,赵艳娜３,等.远程控制超声扫描的远端操纵系统[J].机械与电子,2020,(03):48-52.
　,,et al.Manipulating System for Remote-controlUltrasonic Scanning[J].Machinery & Electronics,2020,(03):48-52.

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远程控制超声扫描的远端操纵系统()

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机械与电子[ISSN:1001-2257/CN:52-1052/TH]

卷:

期数:

2020年03期

页码:

48-52

栏目:

自动控制与检测

出版日期:

2020-03-24

文章信息/Info

Title:

Manipulating System for Remote -control Ultrasonic Scanning

文章编号:

１００１- ２２５７（２０２０）０３- ００４８- ０５

作者:

沈 运^１; 谢荣理^２; 赵艳娜^３; 付 庄^１; 王 尧^１; 张 俊^２; 费 健^２; 张铁锋^４

１．上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室，上海 ２００２４０；

２．上海交通大学医学院附属瑞金医院，上海 ２０００２５；
３．上海市瑞金康复医院，上海 ２０００２３；

４．上海市宝山区大场医院，上海 ２００４３６

Author(s):

ＳＨＥＮＹｕｎ^１; ＸＩＥＲｏｎｇｌｉ^２; ＺＨＡＯＹａｎｎａ^３; ＦＵＺｈｕａｎｇ^１; ＷＡＮＧＹａｏ^１; ＺＨＡＮＧＪｕｎ^２; ＦＥＩＪｉａｎ^２; ＺＨＡＮＧＴｉｅｆｅｎｇ^４

１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍａｎｄＶｉｂｒａｔｉｏｎ，ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２４０，Ｃｈｉｎａ；

２．ＲｕｉｊｉｎＨｏｓｐｉｔａｌＡｆｆｉｌｉａｔｅｄｔｏＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００２５，Ｃｈｉｎａ；
３．ＳｈａｎｇｈａｉＲｕｉｊｉｎＲｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ

Ｈｏｓｐｉｔａｌ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００２３，Ｃｈｉｎａ；
４．ＢａｏｓｈａｎＤｉｓｔｒｉｃｔＤａｃｈａｎｇＨｏｓｐｉｔａｌ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００４３６，Ｃｈｉｎａ

关键词:

远程超声扫描; 远端操纵系统; 阻抗控制; 人机协作

Keywords:

ｒｅｍｏｔｅｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓｃａｎｎｉｎｇ; ｒｅｍｏｔｅｍａｎｉｐｕｌａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ; ｉｍｐｅｄａｎｃｅｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ; ｈｕｍａｎｍａｃｈｉｎｅｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｏｎ

分类号:

ＴＰ２７５

文献标志码:

A

摘要:

针对远程超声扫描，研制了一种远端操纵系统，并实现了超声探头的人机协作控制。探头控制中利用远端操纵系统网传信号实时复现远端操作员的扫描动作，并在此基础上利用阻抗控制方式自动控制探头对皮肤的压力。实验结果表明：近端超声探头的位置误差和姿态误差分别保持在±２．０ｍｍ和±１．５°以内，能较好地复现操作员的扫描动作；探头压力跟踪误差稳定在±０．５Ｎ 的范围内，不但能将操作员的扫描手感真实地

施加到皮肤上来提升其临场感，而且为进一步提高超声图像的质量，增强超声扫描的安全性提供了参考。

Abstract:

A remote manipulating system was developed to achieve human-machine collaboration controlling in remote ultrasonic probe. The scanning action of a remote operator was reproduced by the signals collected from the remote manipulating system in real time, then the skin’s pressure generated from the probe was controlled automatically through an impedance controlled method. The experimental results show that the scanning action can be relatively reproduced with the position error and attitude error of the probe kept within ±2.0 mm and ±1.5? respectively in the near-end ultrasonic probe. Moreover, the tracking error of probe pressure is stable within ±0.5 N, which can not only enhance the operator’s scanning feeling to the skin, but also provide references to improve the quality of ultrasonic images and scanning safety.

备注/Memo

备注/Memo:

收稿日期：２０１９- １１- １１

基金项目：国 家 自 然 科 学 基 金 面 上 项 目 （６１９７３２１０）；上 海 市 黄 浦 区 科 研 新 项 目 （ＨＫＱ２０１８１０）；上 海 市 科 学 技 术 委 员 会 项 目（１７４４１９０１０００）；医工交叉项目（ＹＧ２０１９ＺＤＡ１７，ＺＨ２０１８ＱＮＢ２３）；上海市卫计委项目（２０１６４０２３０，２０１４４Ｙ００８４）

作者简介：沈 运 （１９９５－），男，上海人，硕士研究生，研究方向为医疗机器人；谢荣理 （１９９０－），男，上海人，住院医师，研究方向为机器人的临床应用；赵艳娜 （１９８５－），女，上海人，主治医师，研究方向为超声诊断及介入治疗；付 庄 （１９７２－），男，山东招远人，教授，研究方向为特种机器人与控制系统，通信作者；王 尧 （１９８８－），男，山西平遥人，博士，博士后，研究方向为医

疗／穿刺手术机器人。

常用功能