目的:
在放射治疗领域,能够跟踪患者运动或沿6自由度(6dof)定位患者的医疗技术的使用稳步增长。但是,由于跟踪和执行6dof运动的复杂性,至关重要的是,必须正确验证此类技术以使其在规格范围内运行,以确保患者安全。在这项研究中,提出了一种机器人运动模型,可以对它进行编程,以沿x(左右),y(上下),z(前后),俯仰(大约x),横滚(y左右)和偏航(z左右))轴。此外,可以执行沿所有轴的高度同步运动,以模拟6d肿瘤的动态运动。表征了这种6d运动的准确性和可重复性。
方法:
全控科技根据洗出算法以及并行运动学平台原型,构建了内部设计和制造的6d机器人运动幻影。使用反向运动学公式控制该设备,并针对每个自由度同时或分别执行所有6个自由度(x,y,z,俯仰,横摇和偏航)的精确运动。此外,有效地执行了先前记录的6d颅骨和前列腺运动。使用15 fps 6d红外标记跟踪系统验证了机器人的幻影运动,并将测得的轨迹与预期的输入轨迹进行了定量比较。还确定了系统的工作空间,最大6d速度,齿隙和重量负载能力。
结果:
所述6dof平台的评价表明0.14平移根均方误差(rmse)值,0.22,和0.08毫米超过20毫米的x和ÿ和10毫米ž分别和0.16旋转rmse值°,0.06°,和在俯仰,横摇和偏航的10°上分别为0.08°。机器人平台还有效地执行了受控的6d运动,并在15分钟内再现了颅骨轨迹,平移和旋转最大rmse为0.04 mm,旋转时的最大rmse为2分钟,平移时最大rmse为0.06 mm旋转0.04°。
结论:
在临床标准下,这种6d机器人模型已被证明是准确的,并且能够以6d模式再现肿瘤运动。这种功能使机器人模型可用于质量保证或研究目的。