中文摘要：

微创手术约束条件限制了器械的自由度，使对灵活性要求较高的缝合操作变得极为困难，而机器人辅助手术存在成本高昂、仅在复杂手术中体现优势的缺点。本项目将缝合过程的器械-缝合针-缝合线-组织的动作引申为一种特殊的机构运动形式,并研究末端运动轨迹与该机构运动副形式、传动方式之间的关系。在此基础上，以探索新型缝合方法为目标，以运动抽象与机构综合方法为主要工具，以建立缝合针运动规律与缝合线能量状态之间关系为手段，研究一种伴随手术器械的每次开合，缝合针交替固定于器械相对颚的无旋转缝合方法的实现机理。通过分析缝合过程的动作特征，综合出专用手术器械的构型谱，通过对传动系统布局和特性进行分析，结合能量最小策略和纽结理论，提出满足医学条件的缝合器械优化设计方法，并利用仿真与实验手段验证所提出缝合方法的可行性与有效性。本项目研究成果对实现在保证缝合效果前提下，优化缝合路径，简化缝合操作，拓展微创技术的应用范围。