基于改进阻抗控制的自适应曲面乳腺超声扫描方法

沈 运 谢荣理 赵艳娜 付 庄 王 尧 张 俊 费 健

1. 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室，上海，200240

2. 上海交通大学医学院附属瑞金医院，上海，200025

3. 上海市瑞金康复医院，上海，200023

0 引言

据不完全统计，目前全球乳腺癌的发病率正在以每10年约30%的增长率不断攀升，死亡率占发病病例的15%左右且有进一步恶化的趋势[1]，其现状不容乐观[2]。随着科学技术的发展与现代医疗水平的提高，早期乳腺癌的治愈率可达90%以上，因此，有效的乳腺癌筛查便成为辅助医生确定临床治疗方案的关键[1,3-5]。超声作为一种简单安全、价格低廉的乳腺癌筛查方法，已经被广泛地运用在临床实践中，是目前最为常用的一种检查手段[6]。

当前的人工超声检查方法存在一定的局限性：一方面，超声检查对操作人员的技术要求较高[7-8]，缺乏专业技师使得小规模诊所无法应对高强度的超声检查，大型医院又显得负担过重[9-10]；另一方面，人工超声检查难以制定统一的操作规范和扫描标准，不利于病例的总结和复习[11]。相较而言，机器人辅助超声扫描具有更高的位置精度和良好的重复性，且可以全天持续工作，足以应对任何高强度的扫描任务；此外，使用机器人还更容易制定规范来统一操作流程。综上，利用机器人辅助或在一定程度上取代操作人员进行超声检查便成为研究热点。

机器人辅助超声扫描的研究始于1999年，PIERROT等[12]将六自由度串联机械手运用到超声扫描中，达到了超声探头沿预定轨迹以恒力完成扫描的目的；……