將由CompactRIO硬件平臺控制的高精度機器人設備用于腦瘤手術(shù)

　　神經(jīng)外科線(xiàn)性驅動(dòng)器是一個(gè)機器人設備，用于在觸覺(jué)主/從操作過(guò)程中以線(xiàn)性方式移動(dòng)PRS微型源。研究人員使用一個(gè)來(lái)自英國的商業(yè)機器人NeuroMate，作為L(cháng)ANS的空間定位器。這樣使得手術(shù)進(jìn)展過(guò)程中微型源的軸，沿著(zhù)腫瘤病變的主軸移動(dòng)(如圖2)。外科醫生決定著(zhù)顱腔內探頭的運動(dòng)。

　　使用神經(jīng)外科線(xiàn)性驅動(dòng)器，外科醫生可以感受到探頭和腦組織間的相互作用力，并相應地作出反應。此外，為了提高手術(shù)操作過(guò)程中的定位精確度，一個(gè)適當的虛擬環(huán)境可以在手術(shù)操作過(guò)程中的每個(gè)階段引導外科醫生。

　　用于自動(dòng)機器人控制的CompactRIO硬件平臺

　　整個(gè)觸覺(jué)主/從機器人系統的控制系統在管理手術(shù)過(guò)程中需要更高的堅固性和可靠性。第一個(gè)原型設計是用幾個(gè)自制的控制裝置創(chuàng )建而成，保證了控制冗余度和必要的安全狀況。然而，原型設計具有一定局限性——體積大，缺乏便攜性，以及需要大量的時(shí)間對控制和監督模塊進(jìn)行編程。

　　我們使用CompactRIO系統和CompactRIO I/O模塊來(lái)解決這些問(wèn)題。我們使用CompactRIO來(lái)創(chuàng )建控制器，實(shí)時(shí)地管理1千赫茲控制回路的主/從系統。冗余控制系統包含兩個(gè)現場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)應用程序，用于監控和監督整個(gè)手術(shù)操作過(guò)程，并且當系統檢測到緊急情況時(shí)，該應用程序會(huì )進(jìn)行干預。

　　由于CompactRIO硬件平臺及其靈活的編程環(huán)境，這一解決方案比原來(lái)的原型設計更精簡(jiǎn)，更可靠和更有效率。目前，新的系統正在優(yōu)化，研究人員將在不久的未來(lái)開(kāi)始臨床前的試驗。