针对丘脑底核脑深部刺激手术因钻削穿刺设备落后而导致的颅骨组织损伤大的问题,本文结合颅骨微创小孔钻削实验研究了颅骨钻削的运动过程及钻削产生的钻削力;分析了不同时刻下钻削力对颅骨组织的影响,得出了颅骨微创小孔过程中颅骨应力应变范围;设计并搭建了颅骨微创小孔钻削穿刺实验平台,通过对钻削穿刺平台的精度检测,证明了钻削穿刺平台的可靠性;颅骨微创小孔钻削实验结合临床手术条件通过选取了合适的钻削工艺参数并制定钻削力优化方案,最后得到了使得钻削力最小的最优钻削工艺参数组合。结合颅骨微创小孔的钻削实验,对颅骨钻孔的运动过程与钻孔产生的钻削力进行了研究。研究分析了颅骨钻孔的钻入、钻中、钻出过程,并用MATLAB软件绘制出了在钻削过程中钻头切削刃上一点的运动轨迹;对钻削力进行了理论分析,得出了轴向力是颅骨损伤的主要因素。根据SolidWorks软件及Mimics医学影像软件分别完成了对医疗标准麻花钻及颅骨的三维建模,并利用ANSYS Workbench有限元软件模拟分析了颅骨微创小孔的钻孔过程,并得到了钻孔过程中颅骨应力应变的最大影响范围约4 mm。设计并搭建了颅骨微创小孔钻削穿刺平台,检测了平台的精度,证明了平台的可靠性;通过建立钻削平台的测速装置,获得了主轴转动过程中纸条块击打立柱的音频并利用Adobe Audition软件识别音频得到音频波峰特征,从而确定机床主轴转速为700 r/min、1000 r/min、1300 r/min、1600 r/min的主轴调速旋钮位置;结合临床手术条件选取了合适的钻削工艺参数范围,制定了正交实验方案并根据方案完成了钻削实验,得到了颅骨钻削实验过程中钻削力呈“凹”型变化,利用Minitab软件对颅骨微创小孔产生的钻削力进行了优化分析,得到了最优钻削工艺参数组合为n(1600 r/min)f(10 mm/min)β(0°);在颅骨钻削过程观察发现,钻出的骨屑成条块状,麻花钻的螺旋槽填满骨屑;从颅骨剖切面观察得出了颅骨分为皮质骨、松质骨和皮质骨三个部分的结论。