肿瘤的穿刺在肿瘤微创介入治疗中起到重要作用，穿刺的精度直接影响后续手术的效果。目前临床中的穿刺操作一般由医生手动进行或者在引导设备的帮助下进行，暂时没有能辅助医生完成穿刺动作实施的设备。这一方面导致了手术效果高度依赖于医生的经验及患者的配合程度、精度稳定性低，难以达到例如对布针平行性要求很高的纳米刀等介入疗法的要求；另一方面增加了医生的疲劳度，同时也增加了患者所受辐射伤害的程度。为了弥补现有手动实施穿刺的不足，需设计一种高自动化的设备在医生的控制下实施准确的进针操作。
为此，本文利用机器人高精度的线性运动，结合光学导航装置的实时跟踪、软件规划模块的穿刺方案，构建了机器人辅助系统，辅助医生完成肿瘤穿刺。为了完成穿刺动作的实施，需解决现有机械臂末端夹持器不能稳固夹持穿刺针等问题。为了贯通光学导航定位装置、机械臂及穿刺针，还需实现三者之间的手眼标定、工具-法兰标定的问题。
在此基础上，需完成系统内部不同坐标系间的坐标换算，得到穿刺入口点、靶点及角度指令，最终控制机器人完成肿瘤穿刺的进针动作。
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