神經內視鏡用之新式主從機械手機構設計

神經手術内視鏡是腦神經外科常使用的手術設備，用以協助腦神經外科手術醫師透過微小創口窺 見患者大腦内部。使用時，醫生需先在病人的顱骨上鑽孔，然後將内視鏡插入腦部達到患處，再透過 其内部之空心管，將另一手術器械從中插入以進行手術動作。由於神經内視鏡必須長時間保持固定姿 態，且需要定位調整，因此臨床上需要高靈巧性之扶持機器人，協助醫師對抗疲勞或晃動等問題。本計晝目標是設計一部神經内視鏡手術扶持機器人系統，該系統將由一個機器人操縱器和一個觸 覺控制裝置組成，且都是為神經内視鏡操作所設計的新式機械結構。我們將提出一種創新的球面半解 耦機構（Spherical Semi-Decoupled Mechanism, SSDM)，該設計具有分離旋轉自由度以及力回饋控制的 優點。我們亦將針對上述醫療應用需求進行機構之尺寸最佳化設計，據此發展有線傳輸觸覺控制裝置 以及控制操縱器。本系統架構概念已與林口長庚醫院初步討論，並引發其高度興趣。本研究重點為發展出具觸覺控制之從動端裝置以及主動端之操控裝置。我們將先對此新穎SSDM 進行完整的運動學理論分析，然後透過設計變數的定義、運動學和速度模型的建立，進行該操縱器和 控制裝置的最佳化設計，並且打樣製作初始概念原型，最後製作的完整神經内視鏡手術機器人系統， 最後於林口長庚醫院完成臨床模擬與實驗。