【摘要】：腦深部刺激(Deep brain stimulation, DBS)已經(jīng)成為帕金森病、癲癇等神經(jīng)性疾病的重要治療手段之一。但是由于在植入過程中腦內(nèi)部組織及大長徑比探針的影響,目前臨床上的靶點定位精度不高,造成不可預測的手術并發(fā)癥,對病人造成較大的傷害,甚至危及生命。本課題在相對成熟的腦深部刺激技術和此前課題組作了較多實驗的基礎上,提出了一種基于模糊控制方法的進針策略,對于提高進針精度、減小靶點定位誤差具有重要的作用和意義。在目前腦組織力學性能研究的基礎上,配制與其性能接近的類腦組織-明膠凝膠,將微電極探針植入過程和靶點誤差測量過程可視化。通過在豬腦組織和明膠中探針植入實驗,分析探針軸向力的變化趨勢,明膠表現(xiàn)出的彈性和粘性較為相似。在豬腦組織深度10mm、15mm峰值力0.0131N、0.0144N,相應的明膠中為0.0150N和0.0157N。在不同運動參數(shù)下進行微電極探針在明膠中植入實驗,實驗結(jié)果表明：在僅有直線植入時,探針的剛度力隨著進給速度的增加而逐漸上升；旋轉(zhuǎn)運動可以有效的降低植入過程中的軸向力,減小進針路徑的偏差；往復植入能夠有效地釋放探針上的應力,進而調(diào)整針尖進給方向。綜合分析,可以調(diào)整運動參數(shù),使靶點定位誤差盡量減小。基于探針在明膠中的力學分析,提出直線進給、旋轉(zhuǎn)進給、往復進給相結(jié)合的進針策略,利用模糊控制方法控制微電極探針的進給。通過不同運動參數(shù)對靶點誤差的影響,確定模糊控制器的輸入輸出變量論域。在Matlab中設計模糊控制器,輸出控制變量的控制結(jié)果。在模糊控制下進行探針植入實驗,觀察針尖偏移量,最終將靶點定位誤差均控制在1mm以內(nèi),證明了基于模糊控制的植入策略的有效性。
【圖文】：

針方法對組織的影響，通過實驗他們己經(jīng)證實了當ＰＶＡ濃度是８ｇ／ｄｌ時與水／氯逡逑化納／二甲基亞楓混合，經(jīng)過７次冷凍／解凍周期，配制出的凝膠與豬肝臟具有相逡逑似的生物為學性能和形態(tài)結(jié)構(gòu)Ｐ７１，如圖１－５所示。Ｓｉｍｏｎ將ＰＶＡ和塑化劑（鄰逡逑苯二甲酸醋）混合，通過改變塑化劑的量可使假體彈性在較大范圍內(nèi)變化，包逡逑含了身體大部分的彈性姐織ＰＳ１。逡逑韓慧敏利用瓊脂粉與去離子水，按１．５：邋１００的比例混合加熱，冷卻后制作逡逑了假體材料，并測量了材料的彈性模量、楊巧模量等參數(shù)Ｐ９１。逡逑ａ邋；，邐，，邐逡逑邐ＰＶＡ邋Ｐｈａｒｄｏｍ逡逑邐Ｐｏｒｃｉｎｅ邋Ｌｉｖｅｒ邐Ｈｒ邐、逡逑？＊邋—，Ｉ邋—Ｉ逡逑＂＇０邐１０邐２０邐３０邐４０邐５０逡逑Ｉｒｔｓｃｒｔｉｏｎ邋Ｄｅｐｔｈ邋（ｍｒａ）逡逑圖１－４邋ＰＶＡ凝膠實物及和豬肝臟的力學性能曲線逡逑６逡逑

第二章類腦組織的配制及力學性能實驗中。逡逑在６０￣７０’Ｃ溫度范圍內(nèi)，利用磁力攬拌器按照…定的方向充分顆粒充分分散在明膠／甘油體系中，加熱半小時后然后將溶液倒將配制好的混合明膠溶液放入冰箱中冷卻１２個小時，然后取出Ｃ放置Ｉ小時，因為此溫度下最接近腦組織的性能Ｐ１１。逡逑制后的明膠凝膠具有一定的黏度和高透明度，明膠、淀粉、甘油彈性膠體，淀粉Ｗ顆粒物存在于膠體中，性能穩(wěn)定，Ｗ此形成的構(gòu)，較好的接近的腦組織結(jié)構(gòu)及性能。逡逑
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R651.1

【參考文獻】

相關期刊論文 前3條

1 趙燕江;張永德;邵俊鵬;;柔性針的運動學建模及實驗研究[J];機器人;2010年05期

2 曾慶軍;趙呈濤;劉海霞;;機器人輔助穿刺手術中針與組織形變有限元仿真研究[J];江蘇科技大學學報(自然科學版);2012年05期

3 傅佳偉;石立臣;呂寶糧;;基于EEG的警覺度分析與估計研究綜述[J];中國生物醫(yī)學工程學報;2009年04期

本文編號：2556511