划(863计划)先进制造技术领域

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1、国家高技术研究发展计划（863计划）先进制造技术领域“高端微创外科手术机器人”重点项目课题申请指南一、指南说明“十一五”863计划先进制造技术领域“高端微创外科手术机器人系统”重点项目是依据《国家中长期科学和技术发展规划纲要》和《国家高技术研究发展计划（863计划）“十一五”发展纲要》的任务要求设置的。微创外科机器人的开发引起了发达国家极大关注，投入了大量的人力和财力，研发出多个微创外科机器人产品，正在形成一类新的高端技术医疗器械产业。国内一些医院花费大量外汇引进了国外高端微创外科机器人，但国外高端微创外科机器人存在价格昂贵、操作繁

2、琐、不符合中国医疗环境和操作习惯等问题，限制了微创外科机器人在国内的推广应用。因此结合国内医疗环境，开发适合中国国情的高端微创外科手术机器人具有重要意义，是一项重要而紧迫的任务。项目总体目标：针对中国具体的医疗环境需求，围绕最具有代表性的血管介入和腹腔镜微创外科手术，开展高端微创外科机器人机构、控制、仿真等关键技术研究。研制出微创血管介入手术机器人、微创腹腔外科手术机器人两个具有国际先进水平的高端微创外科机器人系统平台，并开展动物临床实验。促进我国微创外科机器人的研究和应用，提高我国高新技术医疗器械的研究能力，推动相关产业化的形成与

3、发展。项目主要任务：突破微创外科机器人机构综合与优化、手术导航、力觉反馈控制、系统集成等技术难点，研制出微创血管介入手术机器人、微创腹腔外科手术机器人两个具有国际先进水平的高端微创外科机器人系统平台，各完成20例以上的动物临床实验。通过系统平台的研制，受理6项以上发明专利，并起草2项体系标准。项目申请要求：本项目设置2个课题，按课题申请。课题申请者应针对指南内容，围绕课题目标和任务进行申请。由各申请单位自行联合形成申请团队，要求由能开展临床实验的三级甲等医院作为课题牵头单位，其他单位应与课题牵头单位签订合作协议。项目牵头单位和课题承

4、担单位应具有医疗外科机器人技术的研究基础和积累，有很强的技术开发、系统集成和临床实验能力，必须落实配套资金。项目完成后，要在医院现场进行检查和验收。本项目采取评审择优的方式确定项目和课题承担单位。二、指南内容（一）项目名称高端微创外科手术机器人（二）项目主要研究内容、主要考核指标课题1：微创血管介入手术机器人（1）主要研究内容针对目前血管介入手术操作复杂、可控性差、辐射时间长等难点问题，以及国外血管介入手术机器人结构复杂、没有三维医学图像导航、缺少力反馈等技术缺陷，研究具有自主知识产权的血管介入手术机器人系统，解决手术机器人机构综合

5、、三维图像配准和导航、基于力反馈的手术培训等关键技术，在医院开展动物临床实验。（2）主要考核指标n功能指标：研制一套具有自主知识产权的微创血管介入手术机器人系统；实现术前三维图像和术中二维图像的配准导航；实现三维环境下的手术培训；系统具有可靠的人工干预方式。n参数指标：Ø定位机械臂部分：5自由度，重量小于20kg，工作空间约200X200X200(mm3)。Ø导管推进部分：控制导管完成直线和旋转运动，重量≤6Kg，控制导管推进定位精度１mm。n临床指标：针对血管支架、动脉瘤等介入手术累计完成20-30例动物实验，建立血管介入手术机器

6、人操作标准和规范。n其它：申请并受理专利不少于3项；发表高质量学术论文不少于5篇。课题2：微创腹腔外科手术机器人（1）主要研究内容针对目前微创腹腔外科手术中存在的摄像机的定位错误、操作反杠杆效应、腹腔镜手术器械活动自由度有限等问题，以及国外微创腹腔外科机器人价格高、操作难、缺少力反馈、不符合我国国情等缺欠，研究具有我国自主知识产权的微创腹腔外科手术机器人，从手术操作规范化、人机交互智能化、手术信息集成化以及系统应用通用性角度出发，解决系统体系结构建模与分析、冗余自由度持镜机械臂和器械操纵机械臂优化设计、力反馈型全自由度手术微器械优化

7、设计、数字化手术床设计、基于3D立体视觉和力觉反馈的遥操作、虚拟手术仿真及手术培训系统、手术安全技术、接口设计及系统集成等关键技术，并建立微创腹腔外科手术机器人手术操作标准和规范，在医院开展动物临床实验。（2）主要考核指标n功能指标：研制一套具有我国自主知识产权的微创腹腔外科手术机器人实用系统；研制出具有立体视觉反馈和力反馈的人机交互系统和微创腹腔外科手术机器人虚拟手术仿真及培训系统；系统具有可靠的人工干预方式。。n参数指标：Ø持镜机械臂和器械机械臂：7自由度、重量≤20公斤、定位精度≤1mm。Ø力反馈操作器：可移动位置空间约：10

8、0×100×100(mm3)；可达到的姿态空间：任意方向±70º；反馈器刚度：120N/mm。最大持续力：12.0N，最大持续力矩0.5N.m。最大可达力矩1N.m；采样频率为1KHz。Ø手术床：承受200Kg的负载，具有水平面内横向