介入治疗是治疗心血管疾病的新兴治疗手段。对比传统的开放式手术,它具有创伤小、疼痛轻、康复快的优点。机器人辅助技术在介入手术中的应用不仅会减少医生所受辐射,还可以提高手术精度,增加手术安全性。本文通过微创血管介入手术机器人的研制,就机器人系统设计、医学图像血管分割、自动介入手术等关键问题进行了研究。　　 论文的主要工作和贡献包括:　　 首先,提出了微创血管介入手术机器人的分布式系统架构,利用CANopen协议完成机械臂和送管子系统的同轴控制。送管机构的机械设计考虑了消毒和安装导丝问题,并通过力传感器检测导丝上阻力,提高了手术安全性。　　 其次,研究了机械臂的柔顺控制器,设计了具有双环控制结构的机械臂柔顺控制器。控制器外环为阻抗控制器,通过阻抗控制将六维力传感器检测到的机械臂末端受力转化为机械臂各关节上的期望速度;基于机器人动力学的内环速度跟踪控制器可以抑制外部扰动和机器人动力学模型误差带来的误差。使用柔顺控制策略,机械臂可以检测并跟踪医生拖拽方向,增加了医生操作灵活性。　　 第三,提出了送管子系统的主从模式控制策略,对控制流程进行了优化,分析了各项误差在送管子系统中的传递情况,然后根据精度分析的结果,设计了以血管半径为变量的传动比例函数,提高了在细小血管的送丝精度。　　 第四,为了增强机器人系统的术中可视化导航能力,提出了一种基于模板匹配的血管分割方法。该方法包括模板预测方法、模板匹配方法和分岔检测方法。对CT数据的分割实验表明,该方法能较好地辨识出细小血管和对比度差的血管,提高导航图像的质量。　　 第五,初步研究了微创血管介入手术机器人的自动手术问题,提出了基于图像引导的自动送丝方法。该方法利用术前CT图像和术中磁定位系统指导机器人控制导丝选择血管分岔并接近病灶位置,首先建立了带有磁传感器的导丝头模型,然后根据血管宽度将分支选择区分为三种情况下并提出了相应算法,最后通过“回撤-重送”机制保证了在分支选择出错时能及时纠正,并且最终完成送丝目标。　　 最后,对本文所取得的研究成果进行了总结,并展望了需要进一步开展的工作。