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AND代表“并且”；OR代表“或者”；NOT代表“不包含”；(注意必须大写,运算符两边需空一格)

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范例一：(K=图书馆学 OR K=情报学) AND A=范并思 AND Y=1982-2016
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文献类型

2 篇 学位论文

馆藏范围

2 篇 电子文献
0 种 纸本馆藏

日期分布

学科分类号

2 篇 医学
- 2 篇 公共卫生与预防医...
1 篇 工学
- 1 篇 生物医学工程（可授...

主题

2 篇 弯曲变形建模
1 篇 力学模型
1 篇 动态路径规划
1 篇 3d形状重建
1 篇 有限变形理论
1 篇 受力建模
1 篇 fbg传感器
1 篇 套管柔性针
1 篇 针尖回弹预测
1 篇 斜尖柔性针

机构

2 篇 哈尔滨理工大学

作者

1 篇 文超
1 篇 石开铭

语言

2 篇 中文

检索条件"主题词=弯曲变形建模"

共 2 条记录，以下是1-10 订阅

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详细简洁

排序：

基于有限变形理论的套管柔性针运动建模及路径规划研究

基于有限变形理论的套管柔性针运动建模及路径规划研究

引用

作者：石开铭哈尔滨理工大学

学位级别：博士

介入医疗是近年来迅速发展起来的一门新兴医疗学科,是临床手术发展的必然趋势。靶向穿刺是微创介入治疗的重要手段之一。套管柔性针由柔性套管和带斜尖的柔性针芯组成,通过调节针芯伸出套管的距离实现穿刺路径曲率的改变,从而矫正路径... 详细信息

介入医疗是近年来迅速发展起来的一门新兴医疗学科,是临床手术发展的必然趋势。靶向穿刺是微创介入治疗的重要手段之一。套管柔性针由柔性套管和带斜尖的柔性针芯组成,通过调节针芯伸出套管的距离实现穿刺路径曲率的改变,从而矫正路径和绕过障碍,实现人体深度部位的精确靶向控制。本文针对机器人操控套管柔性针靶向穿刺的关键问题,深入研究套管柔性针穿刺人体组织的受力及弯曲变形问题,并进一步进行穿刺路径规划和实验研究,为实现进针位置、姿态、穿刺轨迹以及目标靶点穿刺的精确运动控制提供理论依据和实验基础。在穿刺软组织过程对套管柔性针进行深入受力分析,将受力确定为针尖上的切割阻力和切割摩擦力,针轴上的抵抗力及因其产生的抵抗摩擦力、夹紧力及因其产生的抵抗摩擦力,入针处的支撑力和支撑摩擦力,同时建立力学模型及力与力之间的关系,并进行力的测量与计算,形成套管柔性针统一的穿刺受力系统。采用单维力传感器与六维力传感器相结合的方法实验测得各力在针根部沿穿刺方向的合力及支撑力和支撑摩擦力,实现受力的分解测量,并通过实验数据和针体的材料力学特性参数求解其他未知力的结果。为套管柔性针弯曲建模研究打下基础。在套管柔性针力学模型的基础上,采用有限变形理论和悬臂梁理论相结合的方法,根据套管柔性针的材料力学特性参数和受力情况,建立套管柔性针穿刺软组织的弯曲变形模型。通过将模型离散化的方法,实现针尖受力方向的动态变化,即随针轴的弯曲变形(或针尖位姿)的改变而改变,使其更加符合套管柔性针真实的受力变形情况。进一步分析了不同离散长度下弯曲变形的计算结果,得到了适当的离散长度及与实际穿刺轨迹吻合的变形计算结果,证明所提出模型的正确性和准确性。基于套管柔性针的运动学模型,在传统的快速搜索随机树(RRT)算法中嵌入多树搜索策略、目标导引策略、可达空间策略和最优选择策略,提出适合套管柔性针路径规划的改进RRT算法(I-RRT)。并基于I-RRT算法,提出术中动态运动规划算法,提出三种改进策略:原路径点跟踪策略(OPTS)、极度趋势扩展策略(ETES)和最难目标跟踪策略(HGTS),嵌入到基本动态规划算法中,分别用来解决基本动态算法中存在的大迂回问题、收敛性问题和精度问题,仿真结果表明,该算法具有计算速度快、收敛性好、路径形式优和搜索鲁棒性高等优点。采用镍钛合金丝和管加工套管柔性针,对人体模拟组织材料进行分析、比较,最终选择琼脂胶作为仿生组织材料并进行制备。建立机器人辅助套管柔性针的靶向穿刺实验系统,分别进行针-组织摩擦系数测定实验、套管柔性针的穿刺力实验、弯曲变形实验和规划路径验证实验研究。提出针-组织摩擦系数测定方法和穿刺受力的分解测量方法,得到不同针芯伸出长度下弯曲变化的规律,并进行验证实验,结果证明实验数值与理论数值非常吻合,误差小于3%,证明了得到的曲率变化函数的准确性。

关键词：套管柔性针受力建模有限变形理论弯曲变形建模动态路径规划

来源：评论

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柔性针弯曲与回弹预测及针形重建研究

柔性针弯曲与回弹预测及针形重建研究

引用

作者：文超哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

经皮穿刺是一种常见的微创手术,相对于使用钢针而言,使用柔性针能够穿刺到钢针无法穿刺到的位置,同时绕开人体的重要组织(如血管及神经等),从而提高手术安全性与精准度,并降低并发症的风险。因此可控的柔性针引起了学者们的广泛关注。... 详细信息

经皮穿刺是一种常见的微创手术,相对于使用钢针而言,使用柔性针能够穿刺到钢针无法穿刺到的位置,同时绕开人体的重要组织(如血管及神经等),从而提高手术安全性与精准度,并降低并发症的风险。因此可控的柔性针引起了学者们的广泛关注。在柔性针的穿刺过程中,为了使柔性针能够准确地穿刺到病灶点,知道柔性针在组织内的弯曲变形轨迹是非常重要的。然而柔性针的弯曲变形通常无法直接获得,因此借助一些反馈手段来对其进行实时的检测或预测是非常重要的。而在柔性针的弯曲变形过程中,当柔性针旋转时会出现一种回弹现象,这种现象会使柔性针偏离其原本的路线,从而增加手术的风险。为解决上述问题,在第二章中本文基于力学对柔性针在穿刺过程中与组织之间的相互作用关系进行了分析,将针在穿刺过程中受到的力描述为进给力、夹紧力、加紧摩擦力、组织抵抗力、组织抵抗摩擦力、切割反力、切割摩擦力。并将造成穿刺过程在柔性针弯曲变形的原因归结于组织抵抗力、切割反力、切割摩擦力。基于建立的力学模型,本文利用一种基于最小势能原理的方法——瑞丽利兹法对空间中柔性针的弯曲变形进行了建模。在第三章中本文对柔性针的回弹原因进行了分析,将原因归结于针在旋转后这三种力的变化,最终基于弹性力学理论提出了一个模型来对3D空间中柔性针的回弹位移进行计算,并通过将其与柔性针弯曲变形模型进行叠加,以对在空间中考虑回弹的柔性针弯曲变形进行预测。第四章中本文对FBG的基本工作原理、以及形状传感原理进行了阐述与分析,并提出了一种基于FBG的柔性针形状重建方法,即将5套布拉格光栅阵列的光纤嵌入到柔性针中,并基于FBG弯曲时的反馈信息与一种基于Cosserat杆理论的方法来对柔性针的3D形状进行重建。在第五章中,本文在琼脂组织内进行了多组穿刺实验,同时利用相机来捕捉组织中的柔性针轨迹,将其作为真实值与基于本文所提出的方法预测的考虑回弹的柔性针弯曲变形以及重建的柔性针3D形状进行对比,以对本文提出的方法进行验证。结果表明本文提出的考虑回弹的柔性针空间弯曲变形预测模型的平均误差(均方根误差,最大误差)为0.45mm(0.35mm,0.98mm),基于FBG的柔性针形状重建模型的平均误差(均方根误差,最大误差)为0.15mm(0.18mm,0.21mm)。两种模型的误差均满足临床需求。

关键词：斜尖柔性针力学模型弯曲变形建模针尖回弹预测 FBG传感器 3D形状重建

来源：评论

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