随着医疗机器人的不断发展以及患血管类疾病的病患增多,血管介入相关的医师工作强度的加强,给医生在手术中增加了风险,血管介入手术机器人有利于协助医生更安全的进行手术操作。因此,本文从手术机器人安全辅助的角度对现阶段本团队的物理样机的功能进行了改进。首先,对于目前血管介入手术机器人的研究,针对在使用光纤压力传感器测量导管尖端与血管壁的碰撞力时存在的消毒问题。本文设计了一种适用于测量医学导管尖端碰撞力的虚拟传感器,它是一种通过获取导管的形变量来推导导管的受力的静力学模型,能够根据导管尖端的形变量间接获得导管尖端与血管壁的碰撞力情况,这种方式能够有效避免物理传感器在使用中存在的消毒问题。其次,在手术过程中,医生需要凭借力反馈感受来判断下一步的手术操作,仅凭借力反馈来进行手术操作会增加血管壁被戳破的风险。因此本文提出了一种基于DWA（Dynamic Window Approach）算法的方式来进行手术导航,以此来避免血管壁因操作不当被戳破。它的原理是在当前速度空间内采样多组速度数据,并在之前测得速度的基础上模拟下一步运动的方向和轨迹,获得多条下一步运动轨迹并对轨迹进行评价。该方法使得医生可以根据导航轨迹的提示进行手术操作,避免导管尖端戳破血管壁的风险。然后,将手术导航和虚拟传感器测量的碰撞力信息集成到图形用户界面中,形成一套血管介入手术机器人安全指示系统,来为医生提供多维度信息。医生可以根据图形用户界面提供的手术导航信息和导管尖端的受力信息对手术操作做出综合判断。最后,本文从碰撞力的测量对比和导航指示效果对系统进行可行性分析。首先,通过实验对比了物理传感器跟虚拟传感器在50s内不同弯曲程度导管尖端的受力情况,结果表明虚拟传感器测量的平均受力比物理传感器测量的平均受力大27m N。其次,在相同实验环境下,分别进行了20组实验来对比了在安全指示系统指引下的手术操作跟不带安全指示下的手术操作的耗时情况。此外,设置了5组实验对比在安全指示系统指引下的手术操作跟不带安全指示下的手术操作力反馈值。实验结果表明结合操作安全指示系统较常规操作平均减少了19.05s的手术操作时间,而且结合安全指示系统的手术操作能有效减少手术操作时力反馈的剧烈抖动的情况。综上所述,安全指示系统的引入有利于医生减少手术操作时间从而避免医生长时间手术产生疲劳以及导管尖端在手术过程中受力更均匀从而避免导管尖端戳破血管壁的风险,以此来提高手术操作的安全性。