穿刺针尖光纤力传感信号的小波变换分析

• 作者: 徐卫良 杨唐文 陈盼飞 韩建达
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 光纤力传感器 针穿刺 Mallat算法 分层软组织 边界界定 小波变换
• 年，卷（期）: 2015,（8）
• 所属期刊栏目: 现代应用光学
• 页码范围: 2149-2157
• 页数: 9页
• 分类号: TN253
• 字数: 4845字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20152308.2149

摘要

经皮软组织穿刺过程中,穿刺针尖会历经不同材料特性的器官组织,受到复杂变化的作用力.为了测量针尖处的作用力并鉴定穿刺路径上不同层次的软组织,研制了一种光纤力传感器,并进行了力信号分析.首先,基于法-珀干涉介绍了光纤力传感器的测量原理、光链路设计、及其与针的集成和标定方法.在穿刺力信号分析的基础上,提出利用Mal-lat算法对力信号进行小波变换,提取信号的特征模式,界定软组织的各层边界.最后,在猪的肝脏和肋条组织样本上进行了针穿刺实验验证.结果显示:光纤力传感器的可测力为0至3.20 N,测量精度可达0.01 N.得到的穿刺试验结果表明Mallat算法能够有效地区分软组织的类型.研制的光纤传感器满足穿刺力的测量范围、精度和可靠性等要求,所提出的小波变换算法可用于软组织边界的界定,有望用于机器人穿刺控制.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	韩建达	中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室	84	1156	21.0	29.0
2	杨唐文	北京交通大学信息科学研究所	11	180	6.0	11.0
3	陈盼飞	北京交通大学信息科学研究所	1	9	1.0	1.0
4	徐卫良	中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室	3	15	2.0	3.0