輔助無創(chuàng)正壓通氣機器人系統(tǒng)研究.pdf

1、通過對麻醉期間氣道護理現(xiàn)狀分析，無創(chuàng)正壓通氣相比其他通氣方式，具有無創(chuàng)傷、產生相關并發(fā)癥幾率小、患者痛苦小和恢復周期短等優(yōu)點。通過醫(yī)生臨床經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，在一部分手術過程中，可以采用無創(chuàng)正壓通氣輔助呼吸，但需要醫(yī)生始終托住下頜并扣緊面罩，時間長后醫(yī)生極易疲勞，最重要的是由于疲勞導致呼吸道通氣狀況不穩(wěn)定，這阻礙了無創(chuàng)正壓通氣在麻醉期間的使用。因此，亟待設計一款機器人，代替醫(yī)生進行無創(chuàng)正壓通氣，其成果具有重要的意義。
　　本課題根據(jù)麻醉醫(yī)生

2、提出的臨床需求，以無創(chuàng)正壓通氣為應用背景，并運用機器人學相關知識，設計一套輔助無創(chuàng)正壓通氣機器人系統(tǒng)。該機器人采用主被動結合控制方式實現(xiàn)反頜開口位，以保證在不損傷人體情況下達到最佳呼吸狀況。
　　本課題從臨床應用的角度出發(fā)，通過對無創(chuàng)正壓通氣氣道建立過程的醫(yī)學經(jīng)驗分析，并考慮輔助無創(chuàng)正壓通氣機器人設計的可實現(xiàn)性，提出反頜開口位概念（即下頜反頜位和開口位分步實施），另外對無創(chuàng)正壓通氣時最佳呼吸狀態(tài)的判斷方法和無創(chuàng)正壓通氣時壓瘡的產生

3、進行分析。從創(chuàng)正壓通氣反頜開口位具體作業(yè)過程出發(fā)，提出了輔助無創(chuàng)正壓通氣機器人總體設計方案。
　　根據(jù)輔助無創(chuàng)正壓通氣機器人的設計要求，將機械系統(tǒng)分為四個部分即下頜固定機構、被動定位臂、面罩位姿調整機構以及直線配重機構。對每部分機構的設計目的進行分析，然后分別進行詳細的結構設計；通過對機械臂臂長優(yōu)化使其滿足輕型化和工作空間大的需求，此外還對關鍵零部件進行力學校核。在此基礎上，完成機器人樣機的加工裝配。
　　為機器人設計電控系

4、統(tǒng)，配置和設計機器人各部分電控硬件，使機器人具有自主完成輔助呼吸能力和限位保護，并使機器人具有力感知能力?；谀┒瞬僮髌髋c面部的交互力設計控制算法，并且能夠實現(xiàn)手術過程中呼吸狀況以及面部壓力狀況的數(shù)據(jù)提取及實時顯示。
　　搭建機器人系統(tǒng)實驗平臺，對其運動特性和重力平衡效果進行評估，同時對各關節(jié)的最大鎖緊力矩進行實驗研究，以驗證機械系統(tǒng)可靠性；然后將搭建好的實驗平臺安裝在醫(yī)院正規(guī)手術臺上進行臨床初步實驗，分別進行了反頜開口位形成驗證