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公开(公告)号：CN107248191A
公开(公告)日：2017-10-13
申请号：CN201710544919.0
申请日：2017-07-06
Applicant: 南开大学
CPC classification number: G06T17/00 , A61B6/032 , A61B6/5211 , G06T7/11
Abstract: 一种适用于复杂腔体的虚拟内窥镜自动和交互式路径规划与导航方法。属于医学图像处理与科学计算可视化相结合的技术领域。该方法包括：(1)通过成像设备获得一组连续的人体二维切片；(2)通过图像分割方法提取出目标区域；(3)利用分割出的图像建立目标区域三维模型；(4)通过拾取坐标点在模型内部规划指导漫游的中心路径；(5)控制虚拟相机沿规划好的中心路径进行自动导航和交互式导航虚拟内窥。本发明通过拾取坐标点规划路径的方法效率较高，得到的路径足够光滑，并且在交互导航的过程中可以很好的解决“破壁而出”的问题，不需要复杂的碰撞检测操作。具有：无创、安全、操作简单、病灶信息丰富等优点。
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公开(公告)号：CN105212932A
公开(公告)日：2016-01-06
申请号：CN201510755805.1
申请日：2015-11-06
Applicant: 南开大学
Abstract: 一种能够检测生物电阻抗的智能组织分离手术器械，包括检测电极，连接导线，阻抗分析仪和脚踏板，检测电极和脚踏板通过连接导线与阻抗分析仪连接，所述的检测电极包括两层玻璃纤维板，两层玻璃纤维板中间电镀两条用于传导电流的铜箔，检测电极的尖端为一倾斜表面，倾斜表面上焊接两个不锈钢半球体，两个不锈钢半球体分别与一条铜箔电连接，检测电极的另一端通过电连接器及导线与阻抗分析仪连接。本发明具有无创、廉价、安全、无毒害、操作智能和信息丰富等特点。
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公开(公告)号：CN102599961B
公开(公告)日：2013-10-30
申请号：CN201210070742.2
申请日：2012-03-16
Applicant: 南开大学
IPC: A61B17/16
Abstract: 一种能够感知待切削组织刚度和结构的智能手术动力工具。其主要结构包括一个普通的手术磨钻、两个激光位移传感器和一台工业控制计算机。其工作原理：第一个激光位移传感器发出一束激光至磨头与磨钻的连接杆上，获取连接杆在磨削过程中的振动信号；第二个激光位移传感器发出激光至磨头前进路径上距磨头1mm-3mm的一点，获取测量位置处在手术动力工具工作过程中的振动信号；通过利用工业控制计算机分析两个激光位移传感器输出的数据，可以感知出磨头的磨损情况，及待切削组织的刚度和结构。本发明可准确检测手术动力工具上的磨头的磨损程度及待切削组织的刚度和结构，保证脊髓等重要软组织不会受到损伤，提高手术动力工具的安全性。
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公开(公告)号：CN118225285A
公开(公告)日：2024-06-21
申请号：CN202410380177.2
申请日：2024-03-30
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明公开一种基于取样光纤光栅的微创外科手术机器人多维力传感器，该传感器是由一根刻有取样光纤光栅的传感光纤通过螺旋方式粘贴在手术器械末端的空心玻璃圆杆上，该取样光纤光栅的反射谱具有N个主反射峰，其中N为大于等于4的自然数。当在手术器械末端施加力时，通过螺旋安装方式的取样光纤光栅，不同位置产生的应变量不同，因此各个主反射峰频移量不同。此外，针对光纤光栅易受温度的影响，该取样光纤光栅主反射峰的波长和反射率对温度和应变同时敏感，可以通过主反射峰的波长频移和反射率变化同时解调温度与力。本发明所述的力传感器具有结构简单，易于安装，抗电磁干扰，成本较低等优点。
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公开(公告)号：CN117612554A
公开(公告)日：2024-02-27
申请号：CN202310435649.5
申请日：2023-04-21
Abstract: 本发明属于医学设备技术领域，公开了一种脊柱手术磨钻工作状态的信号识别方法、装置及应用。所述方法包括：利用快速傅里叶变换(FFT)和小波包分析(WPT)分析脊柱减压手术操作、融合手术操作、固定手术操作、矫形手术操作时，高速磨钻在生理组织内不同工作状态的声音、震动信号特征，分析高速磨钻在生理组织内研磨不同工作界深的声音、震动特征。由于声音，震动信号具有实时反馈，信噪比高，便于收集，价格便宜，可重复使用等优势，因此本发明可在临床实践中得到广泛应用，对治疗各种脊柱相关疾病有较高的实用价值，并为机器人辅助脊柱手术的发展提供一种新的实时敏感反馈参数。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114593848A
公开(公告)日：2022-06-07
申请号：CN202210256662.X
申请日：2022-03-16
Applicant: 南开大学
IPC: G01L1/22
Abstract: 本发明公开了一种宽量程高灵敏度电阻应变测量系统，涉及传感器测量领域。主要由改进的电桥电路和量程扩展的方法构成。在电桥输出电压经放大后超出模数转换器采样要求时，由微控制器调节数字电位器滑动端位置，进而使得电桥输出电压满足模数转换器采样要求，然后根据预实验结果对采样电压进行补偿，实现量程的扩展。本发明解决了微小信号测量时的灵敏度和量程的矛盾，实现了高灵敏度宽量程的电阻应变测量。
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公开(公告)号：CN112040369A
公开(公告)日：2020-12-04
申请号：CN202010942928.7
申请日：2020-09-09
Applicant: 南开大学
Abstract: 能够基于铣削声实现骨铣削深度监控的麦克风阵列系统，包括两个固定导轨，固定导轨上安装的N个滑动导轨组件，各滑动导轨组件上各安装有M个滑动麦克风组件，各滑动麦克风组件上的麦克风分别通过通讯总线与处理器连接，处理器通过控制器和控制总线对各滑动导轨组件和各滑动麦克风组件进行位置控制；相邻麦克风之间的间距根据实际铣削声由处理器通过控制器进行自动调节，并可以在铣削实验校准后监控骨铣削深度。本发明能够实时采集骨组织铣削过程中的铣削声信号，根据信号自动调整麦克风阵列间距，可在手术视野受限时使用，实现骨铣削深度监控，从而提高骨铣削时的安全性。
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公开(公告)号：CN106873447B
公开(公告)日：2019-02-01
申请号：CN201710016758.8
申请日：2017-01-10
Applicant: 南开大学
IPC: G05B19/042
Abstract: 一种基于FPGA的机器人模型算法实现方法，通过FPGA的DMA IP核从上层处理器获得串行数据，通过串并转换模块获得主手操作臂三个旋转关节的角度信息，然后经过FIFO缓存传给机器人模型计算IP核，经过计算得到从手操作臂的三个旋转关节的角度信息，通过并串转换模块得到串行数据，最后通过DMA IP核回传给上层的处理器。本发明借助System Generator工具实现机器人模型计算模块IP核设计，对所设计的机器人模型进行仿真，以验证所提方法的可行性，本发明提高了机器人模型算法的处理速度，满足高精度测量的同时，能达到高速实时的需求，具有低功耗、小型化、高速等特点，可应用于实施高精度的机器人控制领域。
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公开(公告)号：CN108593161A
公开(公告)日：2018-09-28
申请号：CN201810359907.5
申请日：2018-04-20
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明提出了一种基于光纤光栅的微创外科手术机器人三维力传感器，主要由四对光纤布拉格光栅构成，并分别固定于沿空心玻璃纤维圆杆外壁周向凹槽内；光纤将光信号传导至信号处理模块，应力的数字信号由机械手的连接端引出。三维力传感器的光路为：宽带光源发出的光依次经过光频隔离器、光纤分束器进入传感光纤光栅，光栅的反射光依次经过光纤分束器和匹配光栅的透射传至信号处理电路，光信号经处理后传至控制电路，通过测量电路的驱动信号反向推断出传感光纤光栅的中心波长，进而得到应力的数字信号。此外，针对三维力信息耦合的现象，通过相应算法实现了三维力信息的静态解耦。本发明结构简单，精度高，不受电磁干扰影响，易于加工且成本较低。
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公开(公告)号：CN106334969B
公开(公告)日：2018-08-10
申请号：CN201610926255.X
申请日：2016-10-31
Applicant: 南开大学
IPC: B23Q17/09
Abstract: 一种用于切削动力工具的刀具寿命估计方法，包括如下步骤：第1步、搭建用于切削动力工具的刀具寿命估计的装置，包括动力工具(1)，刀具(2)，单轴加速度传感器(3)，麦克风(4)；第2步、采用第1步搭建的装置，分别使用已达使用寿命的刀具和新刀具切削工件，对单轴加速度传感器和麦克风记录的信号进行处理，建立信号的小波能量谱与刀具寿命的映射关系模型；第3步、对于待估计寿命的动力工具，在工作过程中持续采集单轴加速度传感器和麦克风记录的信号，对信号进行实时分析，将计算的能量谱输入第2步建立的映射关系模型，如果接近已达使用寿命的刀具的信号能量，则停止动力工具工作，更换新刀具。
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