光学精密工程
光學精密工程
광학정밀공정
Optics and Precision Engineering
2015年
8期
2149-2157
,共9页
杨唐文%陈盼飞%韩建达%徐卫良
楊唐文%陳盼飛%韓建達%徐衛良
양당문%진반비%한건체%서위량
光纤力传感器%针穿刺%Mallat算法%分层软组织%边界界定%小波变换
光纖力傳感器%針穿刺%Mallat算法%分層軟組織%邊界界定%小波變換
광섬력전감기%침천자%Mallat산법%분층연조직%변계계정%소파변환
fiber optic force sensor%needle insertion%Mallat algorithm%layered tissue%boundary identification%wavelet transform
经皮软组织穿刺过程中,穿刺针尖会历经不同材料特性的器官组织,受到复杂变化的作用力.为了测量针尖处的作用力并鉴定穿刺路径上不同层次的软组织,研制了一种光纤力传感器,并进行了力信号分析.首先,基于法-珀干涉介绍了光纤力传感器的测量原理、光链路设计、及其与针的集成和标定方法.在穿刺力信号分析的基础上,提出利用Mal-lat算法对力信号进行小波变换,提取信号的特征模式,界定软组织的各层边界.最后,在猪的肝脏和肋条组织样本上进行了针穿刺实验验证.结果显示:光纤力传感器的可测力为0至3.20 N,测量精度可达0.01 N.得到的穿刺试验结果表明Mallat算法能够有效地区分软组织的类型.研制的光纤传感器满足穿刺力的测量范围、精度和可靠性等要求,所提出的小波变换算法可用于软组织边界的界定,有望用于机器人穿刺控制.
經皮軟組織穿刺過程中,穿刺針尖會歷經不同材料特性的器官組織,受到複雜變化的作用力.為瞭測量針尖處的作用力併鑒定穿刺路徑上不同層次的軟組織,研製瞭一種光纖力傳感器,併進行瞭力信號分析.首先,基于法-珀榦涉介紹瞭光纖力傳感器的測量原理、光鏈路設計、及其與針的集成和標定方法.在穿刺力信號分析的基礎上,提齣利用Mal-lat算法對力信號進行小波變換,提取信號的特徵模式,界定軟組織的各層邊界.最後,在豬的肝髒和肋條組織樣本上進行瞭針穿刺實驗驗證.結果顯示:光纖力傳感器的可測力為0至3.20 N,測量精度可達0.01 N.得到的穿刺試驗結果錶明Mallat算法能夠有效地區分軟組織的類型.研製的光纖傳感器滿足穿刺力的測量範圍、精度和可靠性等要求,所提齣的小波變換算法可用于軟組織邊界的界定,有望用于機器人穿刺控製.
경피연조직천자과정중,천자침첨회력경불동재료특성적기관조직,수도복잡변화적작용력.위료측량침첨처적작용력병감정천자로경상불동층차적연조직,연제료일충광섬력전감기,병진행료력신호분석.수선,기우법-박간섭개소료광섬력전감기적측량원리、광련로설계、급기여침적집성화표정방법.재천자력신호분석적기출상,제출이용Mal-lat산법대력신호진행소파변환,제취신호적특정모식,계정연조직적각층변계.최후,재저적간장화륵조조직양본상진행료침천자실험험증.결과현시:광섬력전감기적가측력위0지3.20 N,측량정도가체0.01 N.득도적천자시험결과표명Mallat산법능구유효지구분연조직적류형.연제적광섬전감기만족천자력적측량범위、정도화가고성등요구,소제출적소파변환산법가용우연조직변계적계정,유망용우궤기인천자공제.
