基于勢能場的針刺軟組織軌跡規(guī)劃及實驗研究.pdf

1、本文針對近距離粒子植入放射治療技術，以機器人輔助植入針刺入軟組織這一過程為研究對象，對人工仿生物材料的制備和針刺軟組織的軌跡規(guī)劃分別進行了研究。全文工作和取得的成果概括如下：
　　 制備了仿生物軟組織材料——聚乙烯醇(PVA)復合水凝膠。實驗得到了透明水凝膠材料添加配比和循環(huán)次數(shù)。拉伸實驗測得了多組水凝膠的平均應力—應變曲線，找到了與肝臟力學性能最接近的的水凝膠材料添加配比和循環(huán)次數(shù)。
　　 建立了以腫瘤細胞具有吸引力，

2、神經(jīng)和血管具有排斥力的人工勢能場。劃分了組織內(nèi)有限元節(jié)點，計算了針尖合力的最小方向，得到了三維靜態(tài)條件下的針尖軌跡，找到了刺入點可變時針尖的最優(yōu)位置。利用靜態(tài)軌跡規(guī)劃方法進一步得到了動態(tài)條件下的軌跡。
　　 搭建了一個模擬針刺入軟組織的實驗平臺，建立了視覺數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對兩臺攝像機分別進行標定。對攝像機采集同一時刻的兩幅二維圖像進行處理，得到了軟組織內(nèi)部目標點的實際空間坐標，即刺入過程中目標點的位移情況。分析了仿真結果與實驗結果