文摘

治疗前列腺癌时,使用穿刺机器人是一种有效的方法来执行放射性种子植入手术。然而,当穿刺针进入病变,软组织很容易变形由于穿刺针和软组织之间的复杂的力,导致穿刺针尖端和目标点之间的偏差。为了有效地解决这个问题,前列腺软组织穿刺过程分析的基础上研究了穿刺needle-soft组织互动。首先,穿刺力分为接触,摩擦,和切削力的量化分解方法,建立模型和相应的力量。基于模型的理论分析,推导出,这些因素会影响软组织的变形由刺穿。随后,穿刺平台构建和许多仿生软组织模型建立。上的多个穿刺实验影响因素进行控制单一变量的使用方法。使用空间穿刺偏差作为测试指标,影响因素的重要性的穿刺变形验证。最后,它可以从实验分析得出影响穿刺偏差的主要因素是穿刺的速度,而穿刺深度没有重大影响。穿刺速度优化和验证实验,结果表明,一个稳定的穿刺精度在不同穿刺深度可以通过选择一个优化的穿刺获得速度(12.6毫米/秒)。 This work provides a design reference to study the positioning accuracy of minimally invasive puncture surgery.

1。介绍

目前,癌症是一个重大的威胁生命的疾病。根据国际癌症研究机构的调查数据由世界卫生组织在2020年,世界上新癌症病例的数量将在2021年达到1929万,和男性病例将达到1006万1- - - - - -3]。有141万例新病例的前列腺癌,占总数的7.3%(新癌症病例的4- - - - - -8]。尤其是前列腺癌已经威胁到人类的生命。放射性种子植入手术是治疗前列腺癌的一种重要方法。与全身化疗相比,免疫疗法、外部放射治疗和手术治疗,这种方法提供的优势低软组织损伤,手术安全、高、重现性好(9]。因此,放射性种子植入手术已成为治疗前列腺癌的主要方法(10]。

近年来,随着机器人行业的快速发展,机器人技术已越来越多地用于临床操作,和医疗机器人正逐渐被医生和病人接受。因此,微创介入手术机器人技术是最有前途的关键技术领域的医疗机器人在未来。达芬奇机器人由美国开发的直觉公司(直观手术(ISRG.US))是一个代表医疗机器人,它不仅具有较高的定位精度和良好的运动稳定性还可以不断取代医生的工作。这个机器人会导致最小的创伤病人和促进术后恢复(11,12]。微创介入手术机器人技术用于治疗前列腺癌植入放射性种子如我^235年和我^125年。种子就是准确地放置在指定的目标点。这减少了穿刺和保证了剂量测定法的均匀分布在目标区域。因此,减少术后并发症,提高治疗的效果(13]。然而,当机器人控制的插入穿刺针进入软组织,穿刺针和软组织之间的交互补偿目标病变区域,从而降低种子注入的准确性。因此,提高机器人的穿刺性能也是一个需要解决的问题。

许多学者在这一领域进行了广泛的研究。Minhas et al。14)提出了一个基于针穿刺控制方法身体旋转工作周期。该方法能有效地提高穿刺的性能通过精确控制针体旋转和针插入时间比率。Majewicz et al。15)改善穿刺针的定位精度控制方法的进一步研究针体交替旋转针轴。太阳et al。16,17穿刺速度]提出了一种模糊控制方法基于力/位置反馈;穿刺针进入猪的肝组织时,机器人会自动停针,直到软组织回到放松状态,然后进行了刺穿半速提高准确率刺穿。Liangyi和Zhang et al。18)设计了一个高精度的针插入策略基于振动和旋转减少偏差穿刺针的软组织。韦伯斯特et al。19)使用针的不同角度穿透组织模型,并得出结论,一个小针顶端角导致更大的指针偏转。

上述学者的研究主要是在减少的偏转穿刺针通过调整或改变不同穿刺方法。然而,在穿刺方向,软组织变形引起的位移误差也影响定位精度的主要因素,这是很少报道。因此,本研究评估影响软组织变形的主要因素,使合理的推论来减少定位误差引起的软组织变形时刺穿前列腺软组织。上述学者所呈现的结果有助于进一步提高穿刺精度。首先,本研究建立了一个穿刺针和软组织之间的穿刺力模型和分析影响穿刺定位偏差的主要因素。随后,多个穿刺实验影响因素进行了使用控制单一变量的方法,并选择最重要的影响因素。最后,基于实验数据的分析和理论分析,参数值的显著影响因素穿刺偏差进行了优化,并验证了其可行性实验。

2。分析软组织穿刺

2.1。Needle-Soft组织互动

在前列腺癌的穿刺阶段种子植入手术,内针应该插入到外针。穿刺针被视为固体针插入到目标病变区域的公共区域人体通过内部和外部针之间的联系。在移植的过程中,由于穿刺针和前列腺软组织之间的交互,目标点损伤面积补偿,这就需要医生适当调整针的姿势(20.]。这是因为前列腺软组织的外力干扰穿刺针刺穿过程中,导致前列腺软组织的变形,从而导致病变区域的运动;这将导致目标点偏差现象(针尖端之间的偏移量和目标点在空间)。图1显示了一个示意图在needle-soft软组织变形组织的互动。

2.2。穿刺过程的分析

根据分析部分2.1,植入放射性种子的准确性是影响目标抵消在穿刺阶段,和目标偏移主要是针和之间的交互影响前列腺软组织。因此,整个穿刺过程应进行分析。

有机固体残可以分为硬组织(如软骨和骨骼)和软组织(如血管、神经、肌肉和皮肤)。其中,人体硬组织具有良好的和相对固定的力学性能,而软组织主要是粘弹性的身体。前列腺是生物分类为软组织,造成前列腺穿刺力分析的困难。为了更好的分析,整个穿刺过程可分为三个阶段(21- - - - - -23]。(1)穿刺针的阶段不接触前列腺软组织。在这个阶段,穿刺针没有接触软组织或刚刚达到接触阈值。在这里,穿刺针和软组织之间的相互作用力为零。因此,不改变前列腺软组织在这个阶段,如图2(一个)。(2)穿刺针的阶段接触前列腺软组织。这个时候,穿刺针的软组织接触前列腺癌和产生压力,导致前列腺的变形。穿刺针深入,前列腺软组织的断裂应力达到可以承受和前列腺的表面组织撕裂。然后穿刺针穿透前列腺软组织。此时,穿刺力等于接触力如图2 (b)。needle-soft组织互动的力量包括切割和接触力。(3)的阶段穿刺针进入前列腺软组织。在这个阶段,针进入前列腺软组织形成一个复杂的力量与软组织的关系。能量克服时,针体植入软组织等于产生的势能软组织变形和破裂产生的能量不可逆的软组织受损细胞。如图2 (c)的,在这个过程中,切割、摩擦、接触力等于穿刺力。

3所示。软组织建模前列腺穿刺力

通过前列腺软组织穿刺过程的定量分析在前面的小节中,穿刺力模型建立: 在哪里ε穿刺的深度,f_穿刺穿刺力,f_联系接触力,f_减少是切削力,f_摩擦是摩擦力。

3.1。建模的切削力

当穿刺针进入前列腺软组织,针尖端削减的原始部分前列腺软组织并允许针体占据了它的位置。软组织的作用力分布的斜针穿刺针,这种作用力是切削力(f_减少),斜面的作用面分布在一个椭圆;其分布如图3。

切削力载荷(δ_减少(ξ)成三角形地分布在斜面,和分布式负载可以表示为

分布式加载边界条件表示为 在哪里ξ之间的接触长度是椭圆的长轴斜针尖端和软组织穿刺针穿透进入软组织时,b是距离一个来啊,Kneedle-soft组织交互的刚度,φ_c是切削角。

为了便于计算,o- - - - - -ξη坐标系统是建立在针尖端斜角。根据标准的椭圆方程,公式可以表示为

在上面的公式中,d是椭圆的短轴针尖端(这也是针的直径)。在这里,b=d/罪φ,φ是针的角度提示。因此,合成切削力受到整个针尖端 在哪里D的面积是针尖端的斜角穿刺针和方程(2),(3)和(4)插入到方程(5)来解决

根据方程(6),影响切削力的因素是needle-soft组织相互作用的刚度。本研究假设互动的密度软组织沿着穿刺针路径是一致的。当在同一组织相同的穿刺针,needle-soft组织交互的刚度是相同的(24]。因此,切削力的大小只与穿刺针由机器人安装的类型。类型的穿刺针,针的角度,和穿刺针的直径不同,导致不同的切削角度,并相应地穿刺力的变化。

3.2。建模的摩擦力

在穿刺过程中种子植入机器人,穿刺针之间的摩擦力和前列腺软组织符合库仑摩擦模型在低速(25]。在高速度,生成的摩擦力更接近LuGre摩擦模型(24]。

低速(1):因为软组织的变形量是针体的半径,穿刺针的length-per-unit身体受到压力不会改变,因此,方程可以表示为 在哪里μ= 0.2 (26),ε_λ穿刺针的深度植入,f_n穿刺针体单元的压力。

根据方程(7),气流速度较低时,摩擦力影响的注入深度穿刺针和针体的半径。

(2)在高速度:介绍LuGre摩擦模型,根据文献[27),众所周知,一个更大的穿刺速度(v₀),摩擦力表示为 在哪里u_c库仑摩擦系数,描述了Stribeck效果,σ₀刚度系数,σ₁阻尼系数,σ₂粘性阻尼系数,F_n是软组织受到的径向力。

根据方程(8),如穿刺的速度v₀增加,粘滞摩擦力的重量σ₂v₀在摩擦力逐渐增加。

3.3。建模的接触力

必要的接触力是力的软组织撕裂的边界前列腺,穿刺针时生成的接触前列腺的软组织。穿刺针进入前列腺软组织,针驱动器的软组织前列腺在针的方向移动。当软组织的断裂应力,软组织撕裂,穿刺针进入前列腺软组织。

考虑到前列腺软组织包括细胞和细胞间物质,和单个细胞是不同的,这反映了前列腺软组织材料的特殊性质。当穿刺针接触前列腺软组织,会出现不均匀,非线性和塑料。这使得它很难分析软组织在细胞水平上的特征穿刺针时接触前列腺软组织。为了更好地描述人类软组织的生物学特性,学者们使用的弹簧和阻尼器的组合来构建一个生物力学模型,分析了接触力。这种方法将刺穿了软组织的生物粘弹性的身体,和本研究使用一种改进的非线性开尔文模型来计算接触力在穿刺过程中。改进的非线性开尔文模型具有相同的结构标准开尔文模型;然而,改善可以反映非线性变化特性软组织穿刺针时的接触,并可以有效地模拟软组织的生物学特性(28- - - - - -30.]。图4使用改进的开尔文模型显示了接触力分析。

根据图4之间的接触力的穿刺针和软组织改善开尔文模型 在哪里F_年代(ε)=k_年代(ε)ε弹簧的接触力组件吗k_年代的模型;k_年代(ε)是弹簧的非线性弹簧常数函数k_年代;ε是弹簧的位移;F_d(ε,t)是接触力弹簧组件产生的模型k_d(ε)和阻尼器δ_d(ε)。

因为F_d是由非线性弹簧的串联k_年代和非线性阻尼器δ_d(ε),根据牛顿第三定律,方程可以表示为

位移关系的系列模型的一部分 在哪里ε_k是弹簧的位移k_d和ε_d阻尼器的位移δ_d。

假设k_d和δ_d在建立模型具有相同的形式,的变化率模型的位移和弛豫时间是什么

方程(10)和(11)相结合,可以计算为弹簧的位移

的微分方程(11)关于时间解决,并结合(13)获得

根据方程(14),它可以观察到,在改进的开尔文模型,k_d弹簧位移对应于一个线性微分方程。一般的解决方案是

因此,的价值F_d是

方程(9)和(16)结合起来,以获得解决

泰勒级数用于扩大(17),之后,可以近似为接触力表达式

3.4。穿刺力模型分析

总之,穿刺力模型的行动穿刺针和软组织之间的前列腺 在哪里ε₁针时的位置提示接触软组织,ε₂是软组织的最大变形的位置,ε₃软组织时的位置开始打破,然后呢ε₄时的最大位置针软组织断裂。之间没有清晰定义的高速和低速摩擦部分,显示了不同的价值的穿刺速度对摩擦,可以有不同的影响,可以通过后续的验证实验。

它可以观察到从方程(19),needle-soft组织互动的影响因素包括针的几何结构,插入速度和植入深度。种子植入手术被认为是实际情况;医生应该计算分布和剂量的放射性种子提前根据病人的状况。促进穿刺规划,医生使用相同的种子植入以及相同类型的穿刺针。因此,只有机器人上的穿刺的速度和深度分析了提高精度相同的和不同的目标点。

在穿刺过程中,软组织之间的相互作用力越大,穿刺针,越大穿刺针和目标点之间的偏差。可以观察到从上面的方程,提高了针插入速度可以减少前列腺软组织的位移和变形,提高穿刺的准确性。然而,过高的穿刺速度也会影响穿刺针和软组织之间的摩擦特性,从而影响穿刺精度。因此,它也是很有必要分析穿刺速度来确定一个适当的穿刺速度,提高穿刺的准确性。根据方程(19),穿刺深度也需要考虑。

4所示。研究Needle-Soft组织穿刺实验

验证结论的正确性在部分3所示。4并确定一个合适的有效值的穿刺速度,提高穿刺的准确性,确保穿刺性能,达到最好的治疗效果,本研究分析了needle-soft组织穿刺实验。

4.1。实验设备

目前,前列腺癌的研究软组织穿刺实验通常使用硅胶作为仿生软组织模型(9,31日]。因此,本实验使用xb - 0920型硅胶Xubai新材料有限公司,有限公司,如图5(一个)。为了更好地模拟人类前列腺癌的特点软组织和校准目标点,硅胶(A)和硅胶(B)涨跌互现。首先,这些混合液体倒入模具的规模的一半。其次,他们在正常的冷却和固化温度。第三,目标点被埋在里面。最后,混合的解决方案是将持续直到仿生软组织满足实验的要求。图5 (b)显示了在实验中使用的硅胶作为仿生软组织模型。

近似真实的前列腺软组织,在这个实验中使用的仿生软组织模型是根据需求在裁判。9(弹性模量参数是一致的)。

实验中使用的穿刺平台如图6。整个穿刺平台包含一个测量相机,调整设备,击穿机制和计算机视觉处理。穿刺平台调整穿刺时速度穿刺针穿透到仿生软组织通过调整装置(这个速度的最大值是30 mm / s;这个值满足实验的要求)。通过调整平台仿生软组织兴衰,针是平行的组织机构,使仿生软组织的目标点与轴对齐位置的针穿刺针的开始。

在这个实验中,shlc - 200 ws工业相机是用于测量,和相机获得的信息反馈给视觉处理的计算机进行处理。空间坐标穿刺针的顶端之间的距离和目标点测量和获得。

4.2。穿刺实验的设计

实验主要分析穿刺速度因素对目标的影响抵消。最远的距离会阴亚洲成年男性的前列腺∼50 - 80毫米。这个实验结合前列腺穿刺操作的实际需求来设计一个实验计划。实验采用的另一个因素的影响分析的测试指标条件下的一个因素保持不变的价值。测试指标是穿刺穿刺针和目标点之间的偏差值。使用何种类型的穿刺针是18 G标准医疗穿刺针。

首先,根据最远距离的范围从会阴前列腺穿刺平台的速度性能,参数值的范围为两组因素选择如表中所示1。

然后固定因素方法选择进行实验分析,以确定的影响因素的两组穿刺偏差值,和最优值范围的相关因素。

最后,减少穿刺偏差值的误差测量实验,每组实验重复了五次测量和记录数据,然后是五次平均值的数据。

4.3。实验过程和结果分析

图7(一)显示了实验数据的穿刺深度50岁,55岁,60岁,65年,70年,75年和80毫米穿刺的速度2,15日和30 mm / s。从图可以观察到,当不同深度的穿刺实验进行以同样的速度,逐渐增加的穿刺深度,穿刺针和目标点之间的穿刺偏差缓慢增加;这是因为累积变形的仿生软组织的增加穿刺深度。然而,穿刺停留时间的逐渐增加,变异的穿刺穿刺针和目标点之间的偏差是不太明显;这是由于产生的势能仿生软组织的变形。穿刺穿刺针之间的摩擦力和仿生软组织的作用下可以克服这个势能,这种仿生软组织本身可以逐渐恢复(反弹现象)。

根据实验分析不同的穿刺深度在同一穿刺速度,它可以推断这个穿刺深度对测试指标没有意义,而穿刺速度最重要。因此,选择不同的穿刺速度的实验在同一穿刺深度研究(穿刺深度被选为60毫米)。

图7 (b)显示了测试结果的不同穿刺速度实验在同一穿刺深度。从图可以观察到目标点的偏差值降低的穿刺速度增加在同一穿刺深度(穿刺速度是2 -10 mm / s),这与前面的理论分析是一致的。然而,当穿刺速度从10增加到30 mm / s,穿刺偏差(测试度量)开始逐渐增加。由于仿生软组织粘滞阻尼特性,粘性摩擦力将逐渐增加的重量随着速度的增加,这也进一步验证了理论分析。

4.4。分析参数的优化实验

根据5.3节中的实验分析,可以观察到的主要因素,影响穿刺偏差是穿刺速度,并根据图7 (b),它可以推导出最优穿刺速度范围是10 - 15毫米/秒。然而,这种离散区间比较大,因此,需要进一步优化和分析来确定穿刺速度的最优值。

因为穿刺平台的速度控制精度为0.1毫米/秒,实验分为穿刺速度(10 - 15 mm / s)为51组;测试指标仍穿刺偏差值,每组实验进行了五次。每组实验的测试结果是平均的。实验结果如图所示8(一个)。

图8(一个)显示了实验数据的离散点。可以从前面观察,10 - 15毫米的范围内穿刺速度/ s,和穿刺偏差值显示了一个先降低,然后增加的趋势。这表明有一个最佳穿刺速度。穿刺的最小值偏差分布在穿刺的速度从12到13 mm / s。

因此,为了进一步优化和确定最佳值的穿刺速度,在第一步中,散射点的实验数据需要连接(如图8 (b)),三次样条插值曲线“多项式曲线拟合的函数工具“cftool”2017年MATLAB软件被用来适应函数f(x)穿刺速度和穿刺偏差值之间的关系。这是建立如下: 在哪里p₁= 0.003887,p₂=−0.2565,p₃= 7.2,p₄=−96.64,p₅= 640.9,p₆=−1676。

方程(的信心20.)达到98%,R广场:0.9879(∼1),如图8 (b)连接线(红色线)的数据是一致的离散数据点。因此,本研究采用改进的自适应粒子群算法(11,32解决方程的最小值()20.),最优穿刺获得的速度是12.60毫米/秒。

验证的有效性得到最佳穿刺速度(12.60毫米/秒)在这个实验中,它(12.60 mm / s)相比,10,11,12日,13日,14日和15 mm / s,如图9。

它可以看到从图9(一个)随着穿刺深度的增加,击穿偏差与穿刺的速度12日12.6,13毫米/秒速度小于其他条件。此外,图9 (b)是一个明确的表达,穿刺偏差慢慢随着穿刺深度增加而增加,但穿刺偏差穿刺12.6 mm / s的速度小于用穿刺12和13毫米/秒的速度。

从实验结果可以观察到,选择12.6 mm / s为前列腺癌的穿刺速度软组织穿刺可以减少穿刺偏差引起的软组织变形。对于不同的穿孔深度和连续刺穿,一个小刺穿定位误差和刺穿精度可以保持相对稳定。

5。讨论

穿刺针进入病变时,软组织容易变形由于穿刺针和软组织之间的复杂的力量。这种变形导致穿刺针尖端和目标点之间的偏差;这个问题会导致减少穿刺准确性和影响治疗效果。因此,本研究首先建立了一个穿刺针和软组织之间的力模型。定位偏差的主要影响因素,分析了刺穿,和适当的选择影响因素参数提高穿刺的性能。进一步说明使用力模型的可行性和有效性分析相关问题,本研究上市两组相同的类似研究工作基础为例讨论的部分。杜et al。33)获得的预测轨迹针尖端刺穿的过程中建立的软组织刚度力模型(力模型spring-supported悬臂梁)needle-tissue交互实验分析的参数(刚度参数的软组织穿刺针体)影响穿刺针的运动轨迹,提高穿刺性能。Zhang et al。34)确定影响因素影响bevel-tip灵活弯曲变形的针通过分析之间的弯曲力模型bevel-tip灵活的针和软组织,并提供一个理论依据改善bevel-tip柔性针的穿刺定位精度。因此,本研究分析和研究亟待解决的问题,通过建立一个穿刺力穿刺针和软组织之间的模型。它是由足够的理论基础和相关研究的基础上。

在分析减低前列腺软组织的过程,量化分解方法被用来划分穿刺力接触,摩擦,和切削力,并建立相应的力模型。通过分析力模型,单个变量方法进行多个穿刺实验影响参数,而空间穿刺偏差是用作测试指标;这是推断穿刺的穿刺速度偏差的影响是显著的。此外,实验推断,穿刺深度对穿刺偏差没有显著影响。因此,软组织手术穿刺前列腺癌的实际情况是合理的组合选择穿刺的速度在穿刺过程中有效降低软组织变形和提高穿刺的准确性和性能。穿刺深度的影响可以忽略。

实验中使用的硅胶仿生软组织是根据文献[9(应近似人类前列腺软组织的弹性模量的值尽可能),很多这种仿生软组织将用于多个穿刺实验。因此,仿生软组织的弹性模相互将大规模制造中不可避免地存在细微的差别。此外,也有细微差别,制造仿生软组织之间的弹性模量的值和实际人类前列腺软组织。这些细微的差异可能会影响理论和实验之间的差异。然而,实验结果不影响理论分析结果;这个结果可以作为验证理论模型的推导,证明了这一趋势的理论模型与实验数据是一致的。获得更准确的实验数据和执行数据优化,本研究采用的方法采取多个实验的平均值减少理论和实验之间的差异,因此,获得实验结果更符合理论推导和实际需求。

结果(12.60 mm / s)的最佳穿刺实验条件下获得的速度准备硅胶仿生的软组织,因此,有一个结果和实际值之间的偏差。数据分析相关的仿真模型相结合建立了哈尔滨医科大学泌尿外科重点实验室在本研究使用MATLAB和穿刺模型。它可以观察到,这些数据取决于患者的年龄,和相关的参数模型是不同的在不同的年龄的病人。经过多次模拟测试,最大范围的最优穿刺速度∼12.60±0.82 mm / s,如图10。根据六组不同年龄组的患者早期前列腺癌和中间阶段,弹性模量的平均值的前列腺软组织被用于比较测试,和每组的模型模拟弹性模量的值和迭代优化使用一种改进的自适应粒子群算法(每组100倍,600倍)。可以观察到的图的平均弹性模量(79.82 MPa)前列腺癌病例(25例)的中国成年男性年龄在55到64年使用100的参数进行仿真测试,和最优穿刺获得的速度;速度是12.60±0.15毫米/秒之间,和穿刺误差远远小于1.5毫米。因此,12.60 mm / s的穿刺速度选择满足要求的最佳穿刺速度,如Line_4图所示10。

Line_1代表数据波动线(最佳穿刺速度)的仿真优化测试模型的构造的平均弹性模量的值(89.88 MPa)七个前列腺癌患者的软组织从25至34岁;Line_2代表数据波动线(最佳穿刺速度)的仿真优化测试模型的构造的平均弹性模量的值(83.09 MPa)前列腺癌患者的软组织12从35到45岁;Line_3代表数据波动线(最佳穿刺速度)的仿真优化测试模型的构造的平均弹性模量的值(81.57 MPa) 10个前列腺癌患者的软组织从46 - 54岁;Line_4代表数据波动线(最佳穿刺速度)的仿真优化测试模型的构造的平均弹性模量的值(79.82 MPa) 27软组织的前列腺癌患者年龄在55到75年;Line_5代表数据波动线(最佳穿刺速度)的仿真优化测试模型的构造的平均弹性模量的值(74.45 MPa)软组织的九岁的前列腺癌患者从76年到84年;Line_6代表数据波动线(最佳穿刺速度)的仿真优化测试模型的构造的平均弹性模量的值(71.83 MPa)软组织的五个超过85岁的前列腺癌患者。

结果,讨论了在先前的部分中,进一步说明如下:刺穿的过程中前列腺软组织,更快的穿孔速度不是最主要的需求(相比之下,参考文献的结论。(24,27,越快越好);需要选择一个合适的相对速度。不同年龄的前列腺癌患者有不同的病变部位的弹性模,根据参考文献。(35,36),它可以推断,前列腺癌的发病率是最高的病人年龄在55岁至75岁之间。因此,选择一个穿刺12.60 mm / s的速度也是普遍存在的。

在穿刺实验,虽然优化穿刺速度可以有效地提高穿刺的性能,穿刺偏差仍然存在,因为固定穿刺针的参数。因此,在未来的研究工作,有必要进行深入研究材料属性、结构形状和尺寸参数的医疗穿刺针。

6。结论

本研究表明,适当的穿刺速度(12.6 mm / s)应该选择以确保良好的穿刺效果在前列腺癌的刺穿软组织。实验结果表明,这个速度可以减少穿刺偏差引起的软组织变形。对于不同的穿孔深度和连续刺穿,一个小刺穿定位误差和相对稳定的刺穿精度可以保持这个速度。这项研究提供了设计研究参考微创穿刺手术的定位精度。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在纸上。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

资金

本研究在一定程度上是由中国国家自然科学基金(国家自然科学基金委),项目没有。51675142。基金分配的关键项目的一部分ZD2018013在黑龙江省自然科学基金,中国。基金分配的一部分,GF哈尔滨工业大学特色学科建设工程技术:“研究集成机理建模和高保真基本场耦合模拟的高能源效率EHA Electro-Hydrostatic致动器驱动传感控制。”

确认

支持这项工作,由哈尔滨工业大学和哈尔滨医科大学。