文献类型：期刊文章

作　　者：杜海艳[1] 张永德[1] 赵燕江[1] 姜金刚[1] 贾小红[1]

机构地区：[1]哈尔滨理工大学智能机械研究所,哈尔滨150080

出　　处：《仪器仪表学报》

基　　金：国家自然科学基金项目(51305107);黑龙江省自然科学基金项目(E201448);黑龙江省教育厅科学技术研究项目(12531122)资助

年　　份：2015

卷　　号：36

期　　号：8

起止页码：1744-1751

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2014、CAS、CSCD、CSCD2015_2016、EI(收录号：20153901309392)、IC、INSPEC、JST、RCCSE、RSC、SCOPUS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：在经皮穿刺过程中,当带斜尖的针穿刺软组织时,针与其周围组织相互作用,导致针体产生弯曲变形,针尖偏离预定方向,进而直接影响穿刺手术的定位精度。将针穿刺软组织的过程视为准静态过程,并进行离散化,建立针-组织相互作用模型。在该模型中,考虑到软组织的非线性与各向异性,将针视为由一系列非线性弹簧支撑的悬臂梁,且各点的弹簧刚度彼此不同。建立针-组织相互作用中的摩擦力及切割力模型,借助于穿刺实验,将穿刺力分解为摩擦力和切割力,进而获得力模型中的各个参数。基于虚拟非线性弹簧模型和穿刺力模型,根据最小势能原理,采用瑞利-里兹法预测针的偏转,进而获得进针过程中针尖的轨迹。仿真及实验结果表明,该模型能够精确地预测针尖位置,为穿刺路径规划提供理论依据。

关 键 词：针穿刺  针-组织相互作用  针偏转  悬臂梁 非线性弹簧  

分 类 号：TP242] TH703]