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机器人辅助血管穿刺仿真研究

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机器人辅助血管穿刺仿真研究
论文目录
 
摘要第1-6页
ABSTRACT第6-11页
第1章 绪论第11-20页
  1.1 课题的背景和意义第11-12页
  1.2 机器人辅助手术训练系统国内外研究现状第12-15页
  1.3 软组织建模方法国内外研究现状第15-18页
  1.4 主要研究内容第18-20页
    1.4.1 建立血管的变形模型第19页
    1.4.2 面向血管生物力学特性的血管模型参数优化第19页
    1.4.3 机器人辅助血管穿刺仿真及其增强现实技术研究第19-20页
第2章 基于非线性质点弹簧模型的血管建模第20-32页
  2.1 引言第20页
  2.2 血管形变模型的建立第20-26页
    2.2.1 血管模型的拓扑结构第20-21页
    2.2.2 非线性质点弹簧阻尼模型第21-23页
    2.2.3 血管几何模型的建立第23-24页
    2.2.4 血管整体模型的建立第24-26页
  2.3 血管模型的力学响应测试第26-31页
    2.3.1 血管模型的重力响应测试第26-27页
    2.3.2 质点力分配算法第27-30页
    2.3.3 血管模型的外力响应测试第30-31页
  2.4 本章小结第31-32页
第3章 面向血管模型生物力学特性的参数优化第32-44页
  3.1 引言第32页
  3.2 血管的生物力学特性分析第32-37页
    3.2.1 软组织生物力学特性第32-33页
    3.2.2 血管模型轴向拉伸力学特性第33-35页
    3.2.3 血管模型径向扩张力学特性第35-37页
  3.3 高斯过程回归与高斯过程分类第37-41页
    3.3.1 高斯过程的定义与构造第37-39页
    3.3.2 训练集获取第39-41页
    3.3.3 参数优化第41页
  3.4 优化结果分析第41-43页
    3.4.1 轴向拉伸力学特性优化结果分析第41-42页
    3.4.2 径向扩张力学特性优化结果分析第42-43页
  3.5 本章小结第43-44页
第4章 机器人辅助血管穿刺仿真及增强现实技术研究第44-63页
  4.1 引言第44页
  4.2 仿真平台搭建第44-46页
    4.2.1 硬件平台第44-45页
    4.2.2 软件平台第45-46页
    4.2.3 模型模块第46页
  4.3 虚拟手术微器械运动学建模第46-51页
    4.3.1 手术机器人简介第47-48页
    4.3.2 持械臂正逆运动学第48页
    4.3.3 手术机器人末端微器械导入虚拟环境第48-50页
    4.3.4 主从运动实验验证第50-51页
  4.4 机器人辅助血管穿刺技术实现第51-58页
    4.4.1 自适应质点群算法第51-53页
    4.4.2 虚拟环境中的微器械持针与运针方法第53-54页
    4.4.3 机器人辅助血管穿刺技术第54-56页
    4.4.4 机器人辅助血管穿刺实验验证第56-58页
  4.5 机器人辅助手术训练的增强现实技术研究第58-61页
    4.5.1 增强现实基本原理第58-60页
    4.5.2 CHAI3D与ARTool Kit坐标系配准第60-61页
    4.5.3 增强现实的软组织形变演示实验第61页
  4.6 本章小结第61-63页
结论第63-64页
参考文献第64-69页
附录A 持械臂正逆运动学第69-75页
  A.1 持械臂正运动学第69-72页
  A.2 持械臂逆运动学第72-75页
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果第75-77页
致谢第77页

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