光纖力傳感器設計及其在組織類型和邊界鑒定中的應用.pdf

1、在微創(chuàng)外科中，細長的手術器械和組織之間的相互作用力十分復雜且難以測量，精確獲取手術器械遠端的觸覺力成了難點。而觸覺力信息缺失導致的過大操作力和組織創(chuàng)傷，是目前微創(chuàng)外科的主要問題，開展相關研究具有重要意義。論文主要完成了以下的工作:
　　首先，根據針在穿刺過程中的受力模型，分析針尖所受的作用力，即在器官外膜刺穿之前，作用在針尖上的剛性力，及刺穿后撕裂組織的切割力。作用力引起針彎曲形變，利用有限元法對針進行應變分析，為后續(xù)力傳感器設計

2、及集成提供依據。
　　其次，根據法布里—珀羅干涉，闡述光纖力傳感器設計原理，建立法—珀腔長與光強的調制解調關系，設計傳感器的光纖光學鏈路，并依據有限元分析得到的針尖應變結果，確定激光光源及光纖傳感器法—珀腔長相關參數(shù)，完成傳感器封裝后將其集成在穿刺針的針尖內腔中。
　　然后，搭建光纖力傳感器的標定平臺，對光纖力傳感器進行標定，建立力與輸出光功率信號的關系公式，對傳感器的測量范圍、精度和分辨率等進行分析。
　　最后，利用