基于勢能場的針刺軟組織軌跡規(guī)劃及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文針對近距離粒子植入放射治療技術(shù)，以機(jī)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(jìn)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(fù)合水凝膠。實(shí)驗(yàn)得到了透明水凝膠材料添加配比和循環(huán)次數(shù)。拉伸實(shí)驗(yàn)測得了多組水凝膠的平均應(yīng)力—應(yīng)變曲線，找到了與肝臟力學(xué)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(xì)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(diǎn)，計(jì)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(diǎn)可變時(shí)針尖的最優(yōu)位置。利用靜態(tài)軌跡規(guī)劃方法進(jìn)一步得到了動態(tài)條件下的軌跡。
　　 搭建了一個(gè)模擬針刺入軟組織的實(shí)驗(yàn)平臺，建立了視覺數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對兩臺攝像機(jī)分別進(jìn)行標(biāo)定。對攝像機(jī)采集同一時(shí)刻的兩幅二維圖像進(jìn)行處理，得到了軟組織內(nèi)部目標(biāo)點(diǎn)的實(shí)際空間坐標(biāo)，即刺入過程中目標(biāo)點(diǎn)的位移情況。分析了仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果