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《重庆大学》 2012年
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腹腔镜手术电磁定位系统初步研究

刘菊  
【摘要】:腹部是人身上一个重要身体部分,是实现人体消化道系统功能的主要所在。临床医学上把骨盆入口和胸隔膜之间的整个空腔划分为腹腔,腹腔内部组织结构复杂,包括多种重要器官和人体消化道的主要部分,因此在临床医学上,针对腹腔手术方法的研究意义重大。 腹腔镜手术作为一种常见的微创手术近年来在国内发展迅速。进行腹腔镜手术过程中,往往腹腔镜的位置在人体体内是不能随意转动的,并且手术中的操作器械和腹腔镜器械可能发生视觉上的相互干扰,因此在腹腔镜手术过程中尤其需要引入一种结果可靠、成本可控地辅助定位手段,弥补手术中可能遇到的“视线”遮挡问题。 本文在分析国内外相关定位技术手段之上,提出一种基于结构简单、适用于体内的3轴磁阻传感器为磁场接收装置和结构复杂、可置于体外的直流脉动电流源产生定位磁场的装置,以电磁定位的方法,解决腹腔镜手术器械定位的问题。本文主要完成了以下几个方面的研究工作: 一、电磁定位技术本身具备许多种拓扑结构,通过查阅对比国内外相关技术文献、分析论证得到适用于跟踪腹腔镜手术内手术器械的特定结构。 二、从理论上证明通过体内单个3轴磁阻传感器能够测得磁场接收装置所处位置的六自由度定位信息。 三、以单片机技术为核心,选择STC90C516单片机作下位机负责定位数据的采集和磁场激励的控制。使用PROTEL DXP完成磁场检测电路的原理图设计和PCB版设计,用地球磁场检测整个3轴磁场检测电路的硬件和软件是否正确、稳定,完成整个系统的磁场检测部分的设计。 四、利用MATLAB仿真以直流电源激励线圈产生的磁场强度分布。比较、分析多次仿真结果可得到用于产生源磁场的线圈的技术指标。 五、以DDS芯片AD9850、STC90C516单片机、功放模块搭建磁场激励电路。AD9850本身芯片的输出特性支持该激励电路支持交流激励输出和直流脉冲激励输出两种模式。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:R656

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