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文檔簡介
1、本文圍繞高精度機(jī)器人輔助粒子植入治療這一需求,以柔性針穿刺軟組織過程為研究對象,對實驗用器官模型和柔性針位移響應(yīng)分別進(jìn)行了研究。這為主動操控柔性針進(jìn)行高精度植入提供了可靠的理論基礎(chǔ)。全文工作和取得的成果概括如下:
以可替代軟組織材料——聚乙烯醇(PVA)水凝膠為材料,制作了驗證手術(shù)用人體器官單體模型。通過多種實驗手段的篩選,確定了與生物材料性能近似的透明水凝膠制作工藝。結(jié)合逆向工程與快速成型的工藝流程,通過替代材料的澆鑄,制作
2、成與真實人體器官1:1比例的單人體仿真器官,用于后期的模擬針刺驗證實驗。
在針刺手術(shù)操控方面,開展了柔性針與針刺組織的彈性接觸問題研究,應(yīng)用彈性理論和Galerkin方法建立柔性梁在非線性Winkler基體材料中的幾何非線性模型。從大變形的角度出發(fā),利用幾何非線性假定建立了二維空間上的柔性針模型。在力學(xué)研究基礎(chǔ)上,同時考慮被刺入材料反力與摩阻力,引入Galerkin方法構(gòu)造柔性針非線性常微分方程組,通過迭代法計算出所需位移解,
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