手術(shù)鉗夾持力測試系統(tǒng)與豬胃組織拉伸力學(xué)性能的研究.pdf

1、本課題研究設(shè)計了用于測定手術(shù)鉗夾持力的虛擬儀器測試系統(tǒng)，旨在探求一種夾持力檢測方案，從而為微創(chuàng)手術(shù)環(huán)境提供實(shí)時、準(zhǔn)確的力反饋信號，更好的輔助醫(yī)生開展微創(chuàng)手術(shù)。依據(jù)測定的夾持力數(shù)值，開展了豬胃軟組織的一維拉伸力學(xué)實(shí)驗(yàn)，測試了軟組織的力學(xué)響應(yīng)特征，旨在更好的理解軟組織的力學(xué)特性，為微創(chuàng)器械與軟組織界面的交互作用機(jī)理研究提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
　　通過參考國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)及研究現(xiàn)狀，課題設(shè)計了一種測定手術(shù)鉗夾持力的虛擬儀器測試系統(tǒng)。測試系統(tǒng)初始信

2、號的獲取選用了薄膜壓力傳感器，依據(jù)所選傳感器的檢測原理及特征參數(shù)，設(shè)計了傳感器專用的信號調(diào)理模塊，包括:基于芯片LM27313的電源電路、半橋單臂電橋電路、基于芯片INA128的儀表放大電路、基于芯片OP07CP的二階壓控低通濾波電路，有效的實(shí)現(xiàn)了對模擬電壓信號的處理與傳輸。采用研華公司的USB-4704數(shù)據(jù)采集板卡對模擬電信號進(jìn)行有效的采樣，完成A/D轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通信。基于圖形化的開發(fā)環(huán)境LabVIEW完成了上位機(jī)軟件的編制，

3、實(shí)現(xiàn)了軟件的測試控制功能，包括采樣參數(shù)的設(shè)置、數(shù)據(jù)的讀取與處理、圖像的實(shí)時顯示與存儲等基本功能?；跇?biāo)定后的測試系統(tǒng)，進(jìn)行了手術(shù)鉗夾持豬胃軟組織時的力學(xué)測試，結(jié)果顯示夾持力為14.2±0.05N，該結(jié)果符合測試要求。
　　依據(jù)測定的手術(shù)鉗夾持力數(shù)值，利用微控電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)(HY0580)，設(shè)計了豬胃軟組織的一維拉伸力學(xué)實(shí)驗(yàn)，包括加載-卸載、應(yīng)力松弛、蠕變、拉伸斷裂。對實(shí)驗(yàn)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行了均值、方差、歸一化、F檢驗(yàn)、t檢驗(yàn)等有效處