微创手术操作下生物软组织力学模型研究

发布时间：2017-06-30 07:06

  本文关键词：微创手术操作下生物软组织力学模型研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：微创手术的迅猛发展给我们带来了极大的方便。它不仅可以减少我们在手术中的痛苦,更能缩减我们住院的时间。然而它在给我们带来便利的同时也存在先天性的缺陷,其中最重要的一点就是缺乏力反馈技术,这就等同于人没有了触觉。因此微创手术力反馈的研究已经成为了一个热门的话题。本文从生物力学的角度出发,根据手术要求开发机械测试平台和设计生物组织力学实验,建立生物软组织的力学模型。根据建立力学模型的需要,搭建载有高精度力传感器的六自由度力学测试平台。平台设计部分包括机械系统设计和电气系统设计。机械系统部分包括位置调整机构和姿态调整机构。位置调整机构选用改进的龙门直角坐标型机构,在三个方向上各配备一条精密模组,姿态调整机构是由三个旋转关节组成;电气系统部分通过(PC机—运动控制卡—转接板—电机驱动器—电机)的控制方式驱动整个平台运动。然后将传感器获得的数据通过数据采集卡传输给PC机进行处理。在测试平台的基础上做了两种非侵入式实验(按压和提拉)和两种侵入式实验(穿刺和切割)。实验前准备好每种实验所需的必需品,详细分析了手术过程中的参数对力的影响,基于实验数据建立了四种操作下的包含多参数的力学模型。
【关键词】：微创手术 力反馈技术 力学模型
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R318.01;R61
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 课题研究背景和意义9-10
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.1.2 研究意义10
• 1.2 国内外研究现状10-16
• 1.2.1 国外研究现状10-14
• 1.2.2 国内研究现状14-16
• 1.3 本文主要研究内容16-17
• 第二章 六自由度生物软组织力学模型测试平台17-33
• 2.1 引言17
• 2.2 测试系统总体介绍17
• 2.3 机械系统设计17-22
• 2.3.1 机械系统总体介绍17-19
• 2.3.2 位置调整机构19-21
• 2.3.3 姿态调整机构21-22
• 2.4 电气系统设计22-31
• 2.4.1 电气系统总体介绍22-23
• 2.4.2 电机及驱动器23-27
• 2.4.3 控制卡和转接板27-29
• 2.4.4 传感器及数据采集卡29-31
• 2.5 测试平台实物图31-32
• 2.6 本章小结32-33
• 第三章 生物软组织非侵入式手术操作力学模型研究33-53
• 3.1 引言33
• 3.2 实验样品33
• 3.3 按压操作下生物软组织力学建模33-43
• 3.3.1 实验准备33-34
• 3.3.2 力学模型参数研究34-39
• 3.3.3 按压力的力学模型39-42
• 3.3.4 实验验证42-43
• 3.4 提拉操作下生物软组织力学建模43-52
• 3.4.1 实验准备43
• 3.4.2 力学模型参数研究43-49
• 3.4.3 提拉力的力学模型49-51
• 3.4.4 实验验证51-52
• 3.5 本章小结52-53
• 第四章 生物软组织侵入式手术操作力学模型研究53-71
• 4.1 引言53
• 4.2 穿刺操作下生物软组织力学建模53-61
• 4.2.1 实验准备53-54
• 4.2.2 力学模型参数研究54-57
• 4.2.3 穿刺力的力学模型57-61
• 4.2.4 实验验证61
• 4.3 切割操作下生物软组织力学建模61-68
• 4.3.1 实验准备61-62
• 4.3.2 力学模型参数研究62-65
• 4.3.3 切割力的力学模型65-68
• 4.3.4 实验验证68
• 4.4 本章小结68-71
• 第五章 总结和展望71-73
• 5.1 全文总结71
• 5.2 展望71-73
• 参考文献73-79
• 致谢79

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1 李彦超;微创手术操作下生物软组织力学模型研究[D];吉林大学;2016年

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本文编号：500971