本文關鍵詞：手術鉗夾持力測試系統(tǒng)與豬胃組織拉伸力學性能的研究

  更多相關文章： 虛擬儀器 調理電路 數據采集板卡USB-470 LabVIEW 力學響應

【摘要】：本課題研究設計了用于測定手術鉗夾持力的虛擬儀器測試系統(tǒng),旨在探求一種夾持力檢測方案,從而為微創(chuàng)手術環(huán)境提供實時、準確的力反饋信號,更好的輔助醫(yī)生開展微創(chuàng)手術。依據測定的夾持力數值,開展了豬胃軟組織的一維拉伸力學實驗,測試了軟組織的力學響應特征,旨在更好的理解軟組織的力學特性,為微創(chuàng)器械與軟組織界面的交互作用機理研究提供實驗數據。通過參考國內外相關文獻及研究現狀,課題設計了一種測定手術鉗夾持力的虛擬儀器測試系統(tǒng)。測試系統(tǒng)初始信號的獲取選用了薄膜壓力傳感器,依據所選傳感器的檢測原理及特征參數,設計了傳感器專用的信號調理模塊,包括：基于芯片LM27313的電源電路、半橋單臂電橋電路、基于芯片INA128的儀表放大電路、基于芯片OP07CP的二階壓控低通濾波電路,有效的實現了對模擬電壓信號的處理與傳輸。采用研華公司的USB-4704數據采集板卡對模擬電信號進行有效的采樣,完成A／D轉換,實現與上位機的通信。基于圖形化的開發(fā)環(huán)境LabVIEW完成了上位機軟件的編制,實現了軟件的測試控制功能,包括采樣參數的設置、數據的讀取與處理、圖像的實時顯示與存儲等基本功能�；跇硕ê蟮臏y試系統(tǒng),進行了手術鉗夾持豬胃軟組織時的力學測試,結果顯示夾持力為14.2±0.05N,該結果符合測試要求。依據測定的手術鉗夾持力數值,利用微控電子萬能材料試驗機(HY0580),設計了豬胃軟組織的一維拉伸力學實驗,包括加載-卸載、應力松弛、蠕變、拉伸斷裂。對實驗后的數據進行了均值、方差、歸一化、F檢驗、t檢驗等有效處理,分析對比了處理后力學響應間的差異,對軟組織的力學響應特征進行了闡釋,說明了豬胃軟組織的粘彈性、非線性、滯后性以及各向異性。針對豬胃軟組織力學響應特征的差異,從豬胃軟組織的不同位置(大彎、小彎)、不同胃層(漿膜-肌肉層、粘膜-粘膜下層)和不同方向(橫、縱)的結構性、功能性差異出發(fā),做出了合理的解釋。
【關鍵詞】：虛擬儀器 調理電路 數據采集板卡USB-470 LabVIEW 力學響應
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R608;TP274
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-22
• 1.1 引言11
• 1.2 國內外的研究現狀11-17
• 1.2.1 力反饋系統(tǒng)研究11-16
• 1.2.2 軟組織力學的研究16-17
• 1.3 相關理論分析17-20
• 1.3.1 測試系統(tǒng)的相關理論17
• 1.3.2 生物軟組織的相關理論17-19
• 1.3.3 數理統(tǒng)計的相關理論19-20
• 1.4 選題意義及研究內容20-22
• 1.4.1 選題意義20
• 1.4.2 研究內容20-22
• 第2章 測試系統(tǒng)的硬件設計22-32
• 2.1 系統(tǒng)簡介22-23
• 2.2 手術鉗的力學模型23-25
• 2.3 傳感器方案25
• 2.4 傳感器調理電路設計25-30
• 2.4.1 電源電路設計25-26
• 2.4.2 電橋電路設計26-27
• 2.4.3 放大電路設計27-28
• 2.4.4 濾波電路設計28-30
• 2.5 數據采集板卡USB-470430-32
• 第3章 測試系統(tǒng)的軟件設計及測量結果32-41
• 3.1 軟件簡介32
• 3.2 軟件流程32-33
• 3.3 應用開發(fā)軟件LABVIEW33-37
• 3.3.1 數據的采集34-35
• 3.3.2 數據處理35-36
• 3.3.3 數據的顯示36-37
• 3.3.4 數據的存儲37
• 3.4 測試系統(tǒng)的標定37-38
• 3.5 測試結果38-40
• 3.6 本章小結40-41
• 第4章 豬胃組織在拉伸作用下的力學特性41-51
• 4.1 生物特性簡介41
• 4.2 材料和方法41-44
• 4.2.1 實驗材料41-42
• 4.2.2 實驗設備42-43
• 4.2.3 實驗方法43-44
• 4.3 實驗數據分析44
• 4.4 實驗結果44-50
• 4.4.1 加載-卸載實驗結果44-45
• 4.4.2 應力松弛實驗結果45-47
• 4.4.3 蠕變實驗結果47-48
• 4.4.4 拉伸斷裂實驗結果48-50
• 4.5 本章小結50-51
• 第5章 豬胃組織拉伸力學特性的分析51-54
• 5.1 力學響應簡介51
• 5.2 胃壁的結構51-52
• 5.3 胃壁的各向異性52-53
• 5.4 胃壁的功能53
• 5.5 本章小結53-54
• 結論與展望54-56
• 致謝56-57
• 參考文獻57-61
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文61

【共引文獻】

中國博士學位論文全文數據庫 前10條

1 李蓮芝;汽車變速箱質量問題追溯的理論方法研究[D];吉林大學;2011年

2 游源;MPT建模方法研究及其應用[D];華中科技大學;2011年

3 呂敬亮;幾類隨機生物種群模型性質的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

4 張俊;迷宮流道灌水器水力與抗堵性能評價及結構優(yōu)化研究[D];西安交通大學;2009年

5 孟祥印;飛行甲板總布置設計中的若干問題研究[D];哈爾濱工程大學;2011年

6 徐馳;基于摩擦力在線測量的化學機械拋光終點檢測技術研究[D];大連理工大學;2011年

7 施小成;ROV工作母船動力定位控制系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工程大學;2001年

8 金曉軍;雙相不銹鋼管道焊接質量控制和安全評定的研究[D];天津大學;2004年

9 劉少東;星載有限電掃描天線的研究[D];西安電子科技大學;2005年

10 馬震;游客感知景區(qū)服務質量評價研究[D];西北大學;2010年

，

本文編號：615618