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

　　神經(jīng)外科線性驅(qū)動器是一個機(jī)器人設(shè)備，用于在觸覺主/從操作過程中以線性方式移動PRS微型源。研究人員使用一個來自英國的商業(yè)機(jī)器人NeuroMate，作為LANS的空間定位器。這樣使得手術(shù)進(jìn)展過程中微型源的軸，沿著腫瘤病變的主軸移動(如圖2)。外科醫(yī)生決定著顱腔內(nèi)探頭的運動。

　　使用神經(jīng)外科線性驅(qū)動器，外科醫(yī)生可以感受到探頭和腦組織間的相互作用力，并相應(yīng)地作出反應(yīng)。此外，為了提高手術(shù)操作過程中的定位精確度，一個適當(dāng)?shù)奶摂M環(huán)境可以在手術(shù)操作過程中的每個階段引導(dǎo)外科醫(yī)生。

　　用于自動機(jī)器人控制的CompactRIO硬件平臺

　　整個觸覺主/從機(jī)器人系統(tǒng)的控制系統(tǒng)在管理手術(shù)過程中需要更高的堅固性和可靠性。第一個原型設(shè)計是用幾個自制的控制裝置創(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(shè)計具有一定局限性——體積大，缺乏便攜性，以及需要大量的時間對控制和監(jiān)督模塊進(jìn)行編程。

　　我們使用CompactRIO系統(tǒng)和CompactRIO I/O模塊來解決這些問題。我們使用CompactRIO來創(chuàng)建控制器，實時地管理1千赫茲控制回路的主/從系統(tǒng)。冗余控制系統(tǒng)包含兩個現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)應(yīng)用程序，用于監(jiān)控和監(jiān)督整個手術(shù)操作過程，并且當(dāng)系統(tǒng)檢測到緊急情況時，該應(yīng)用程序會進(jìn)行干預(yù)。

　　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的原型設(shè)計更精簡，更可靠和更有效率。目前，新的系統(tǒng)正在優(yōu)化，研究人員將在不久的未來開始臨床前的試驗。