铣削力精确估计方法

识别率96.86%

一种基于相对幅值的脊柱手术骨铣削状态识别方法，为机器人辅助椎板切除术提供安全保障。

Junfei, Hu · Zhou, Ziqi · 夏光明 · Yu, Dai · Jianxun, Zhang · Yang, Guihe · 韩晓光 · Jiang, Jile · Liu, Yajun

Measurement: Journal of the International Measurement Confederation 2025

参数信息

骨铣削状态识别率

96.86 %

骨铣削状态识别率（仅振动幅值）

86.1 %

技术优势

识别率提升10.76个百分点

在振动信号基础上加入相对幅值特征，识别率从86.1%提高到96.86%。

无需额外成像

仅用力/扭矩传感器和激光位移传感器，即可估计铣削力并测量振动，无需CT或MRI等设备，降低系统成本与延迟。

消除骨密度干扰

通过将铣削力幅值除以振动幅值得到相对幅值，该特征仅与骨密度相关，减少了个体差异对识别的影响。

应用场景

• 脊柱手术机器人：为脊柱手术机器人提供实时铣削状态识别，避免穿透内层皮质骨损伤脊髓。
• 手术状态监测：用相对幅值特征稳健区分不同铣削阶段，替代依赖医生经验的目视判断。
• 机器人辅助手术：可集成到现有机器人手术系统，提升手术安全性，降低对术中成像的依赖。
• 骨铣削加工：为骨铣削过程提供闭环反馈，防止过度铣削并保护关键组织。