Sistema di prova di precisione di posizionamento dei robot chirurgici - Soluzione di prova professionale conforme alla norma YY/T 1712-2021

Kingpo Technology Development Limited ha lanciato un sistema di test di precisione professionale e completo per l'accuratezza del posizionamento e le prestazioni di controllo, gli indicatori di performance chiave dei robot chirurgici (RA). Progettato in stretta conformità con lo standard nazionale dell'industria farmaceutica YY/T 1712-2021, il sistema offre due soluzioni di test principali: test di accuratezza del posizionamento guidato dalla navigazione e test delle prestazioni di controllo master-slave, garantendo che l'apparecchiatura soddisfi i severi requisiti clinici di sicurezza e affidabilità.

Soluzione hardware del sistema

1. Panoramica della soluzione di test principale
1) Soluzione di test di accuratezza delle apparecchiature RA sotto guida di navigazione
Obiettivo: Valutare l'accuratezza del posizionamento statico e dinamico di un robot chirurgico guidato da un sistema di navigazione ottica.

Indicatori chiave: accuratezza della posizione e ripetibilità della posizione.

2) Soluzione di rilevamento dell'accuratezza del dispositivo RA con controllo master-slave
Scopo: Valutare le prestazioni di tracciamento del movimento e la latenza tra un manipolatore master (lato medico) e un braccio robotico slave (lato chirurgico).
Indicatore chiave: Tempo di ritardo del controllo master-slave.

Schema del sistema

2. Spiegazione dettagliata dello schema di rilevamento dell'accuratezza del posizionamento con guida di navigazione

Questa soluzione utilizza un interferometro laser ad alta precisione come apparecchiatura di misurazione principale per ottenere il tracciamento in tempo reale e accurato della posizione spaziale dell'estremità del braccio robotico.

1) Componenti principali dell'hardware del sistema:
Interferometro laser:

Bersaglio del laser tracker (SMR):

Adattatore per l'estremità del braccio robotico di posizionamento, software di controllo e piattaforma di analisi dei dati

2) Elementi e metodi di test chiave (basati su YY/T 1712-2021 5.3):
Rilevamento dell'accuratezza della posizione:

(1) Montare saldamente il bersaglio (SMR) sull'estremità del braccio robotico di posizionamento.
(2) Controllare il braccio robotico in modo che il punto di misurazione del dito di calibrazione finale si trovi all'interno dell'area di lavoro effettiva.
(3) Definire e selezionare un cubo con un lato di 300 mm nell'area di lavoro come spazio di misurazione.
(4) Utilizzare il software di controllo per guidare il punto di misurazione del dito di calibrazione a muoversi lungo il percorso preimpostato (partendo dal punto A, muovendosi lungo B-H e il punto intermedio J in sequenza).
(5) L'interferometro laser misura e registra in tempo reale le coordinate spaziali effettive di ogni punto.
(6) Calcolare la deviazione tra la distanza effettiva di ogni punto di misurazione dal punto di partenza A e il valore teorico per valutare l'accuratezza della posizione spaziale.

Rilevamento della ripetibilità della posizione:

(7) Installare il bersaglio e avviare il dispositivo come sopra.
(8) Controllare l'estremità del braccio robotico per raggiungere due punti qualsiasi nell'area di lavoro effettiva: punto M e punto N.
(9) L'interferometro laser misura e registra accuratamente le coordinate della posizione iniziale: M0 (Xm0, Ym0, Zm0), N0 (Xn0, Yn0, Zn0).
(10) In modalità automatica, il dispositivo di controllo riporta il punto di misurazione del bersaglio laser al punto M e registra la posizione M1 (Xm1, Ym1, Zm1).
(11) Continuare a controllare il dispositivo per spostare il punto di misurazione al punto N e registrare la posizione N1 (Xn1, Yn1, Zn1).
(12) Ripetere i passaggi 4-5 più volte (in genere 5 volte) per ottenere le sequenze di coordinate Mi( Xmi , Ymi , Zmi) e Ni(Xni , Yni , Zni) (i =1,2,3,4,5).
(13) Calcolare la dispersione (deviazione standard o deviazione massima) delle posizioni di ritorno multiple del punto M e del punto N per valutare la ripetibilità della posizione.

3. Spiegazione dettagliata della soluzione di test delle prestazioni di controllo master-slave
Questa soluzione si concentra sulla valutazione delle prestazioni in tempo reale e di sincronizzazione delle operazioni master-slave dei robot chirurgici.
1) Componenti principali dell'hardware del sistema:
Acquisizione e analizzatore del segnale master-slave:
Dispositivo di generazione del movimento lineare, biella rigida, sensore di spostamento ad alta precisione (monitoraggio dello spostamento della maniglia dell'estremità master e del punto di riferimento dell'estremità slave).

2) Elementi e metodi di test chiave (basati su YY/T 1712-2021 5.6):
Test del tempo di ritardo del controllo master-slave:
(1) Configurazione del test: collegare la maniglia master al generatore di movimento lineare tramite un collegamento rigido. Installare sensori di spostamento ad alta precisione nei punti di riferimento della maniglia master e del braccio slave.
(2) Protocollo di movimento: impostare il rapporto di mappatura master-slave su 1:1.
(3) Requisiti di movimento del punto di riferimento dell'estremità master:
Accelerare all'80% della velocità nominale entro 200 ms.
Mantenere una velocità costante per una certa distanza.
Decelerare fino all'arresto completo entro 200 ms.
(4) Acquisizione dati: utilizzare un analizzatore di acquisizione del segnale master-slave per registrare in modo sincrono le curve spostamento-tempo dei sensori di spostamento master e slave con alta precisione e alta densità.
(5) Calcolo del ritardo: analizzare la curva spostamento-tempo e calcolare la differenza di tempo da quando il master inizia a muoversi a quando lo slave inizia a rispondere (ritardo di movimento) e da quando il master smette di muoversi a quando lo slave smette di rispondere (ritardo di arresto).
(6) Ripetibilità: l'asse X/Y/Z del dispositivo viene testato tre volte indipendentemente e i risultati finali vengono mediati.

4. Vantaggi e valore principali del prodotto
Conformità autorevole: I test vengono eseguiti in stretta conformità con i requisiti dello standard YY/T 1712-2021 "Apparecchiature chirurgiche assistite e sistemi chirurgici assistiti che utilizzano la tecnologia robotica".
Misurazione ad alta precisione: Il nucleo adotta l'interferometro laser Zhongtu GTS3300 (accuratezza spaziale 15μm+6μm/m) e la sfera bersaglio ad altissima precisione (accuratezza del centro 12,7μm) per garantire risultati di misurazione affidabili.
Copertura della soluzione professionale: Soluzione completa alle due esigenze di test delle prestazioni principali più critiche dei robot chirurgici: accuratezza della navigazione e del posizionamento (accuratezza della posizione, ripetibilità) e prestazioni di controllo master-slave (tempo di ritardo).
Affidabilità di livello industriale: Le apparecchiature chiave hanno un livello di protezione IP54, adatto per ambienti di ricerca e sviluppo industriali e medici.
Acquisizione dati ad alte prestazioni: I test di ritardo master-slave utilizzano un analizzatore di campionamento sincrono a 24 bit di risoluzione, 204,8 kHz per acquisire accuratamente segnali di ritardo a livello di millisecondi.
Standardizzazione operativa: Fornire procedure di test e metodi di elaborazione dei dati chiari e standardizzati per garantire la coerenza e la comparabilità dei test.

Riepilogo

Il sistema di test di accuratezza del posizionamento del robot chirurgico di Kingpo Technology Development Limited è uno strumento professionale ideale per i produttori di dispositivi medici, le agenzie di ispezione della qualità e gli ospedali per condurre la verifica delle prestazioni dei robot chirurgici, l'ispezione in fabbrica, l'ispezione del tipo e il controllo di qualità quotidiano, fornendo solide garanzie di test per il funzionamento sicuro, accurato e affidabile dei robot chirurgici.