前列腺靶向治疗：配备谐波步进电机的紧凑型机器人，用于MRI引导下的针刺疗法

《IEEE Transactions on Biomedical Engineering》：Prostate Targeting: Compact Robot with Harmonic Stepper Motors for MRI-Guided Needle Therapy

该研究提出一种基于谐波气动马达的四自由度MRI兼容机器人系统，通过双阶段针引导设计实现1.56毫米的高精度肿瘤靶向定位，且MRI测试表明其存在不会显著降低信号噪声比（SNR），有效保障了MRI环境下的操作安全与兼容性。

　　

摘要：

磁共振成像（MRI）所具备的卓越图像质量和出色的对比度使其成为引导介入手术的理想工具，尤其是在软组织中定位肿瘤时。本文介绍了一种专为磁共振（MR）环境设计的创新机器人系统，该系统充分利用了MRI的高分辨率成像能力来实现精确的肿瘤定位。该机器人具有四个自由度（DOFs），由四个新型谐波气动马达驱动，确保了与磁共振环境的兼容性。这些马达采用了谐波齿轮箱机制，其中包含一对柔性齿条和圆形齿条，扭矩通过柔性齿条的变形产生。该机器人的步进精度为0.9°，最大输出扭矩为825 mN·m。机器人的设计包括双级针导系统，每级都由两个臂支撑，从而提高了定位精度。实验测试表明，该机器人的定位精度高达1.56毫米。此外，磁共振测试证实，机器人的存在对信噪比（SNR）的影响可以忽略不计，仍在可接受范围内。这种谐波气动马达驱动的机器人的引入为磁共振领域的紧凑型机器人带来了改进，实现了精度、安全性和兼容性的完美结合，适用于磁共振引导的介入手术。