[发明专利]一种用于真空辅助乳腺旋切系统的穿刺旋切针测试方法

权利要求书

1.用于真空辅助乳腺旋切系统的穿刺旋切针模拟测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、以悬臂梁方式作为穿刺旋切针刺入点建立穿刺旋切针进入皮肤组织材料的力学模型；

S2、采集待穿刺皮肤组织材料的参数值；

S3、根据参数值计算得到作用于待穿刺皮肤组织材料的恒力；

S4、建立穿刺旋切针的挠度弯曲变形模型，根据挠度弯曲变形模型判断穿刺旋切针在待穿刺皮肤组织材料的进行穿刺时的形变程度；

S5、选择不同挠度值的穿刺旋切针重复步骤S4，确定用于待穿刺皮肤组织材料的形变程度最小的穿刺旋切针型号。

2.根据权利要求1所述的用于真空辅助乳腺旋切系统的穿刺旋切针模拟测试方法，其特征在于，所述步骤S1具体为根据挠曲线的微分方程建立穿刺旋切针体弯曲形变的微分方程，其中x表示穿刺旋切针体与刺入点的横向距离，表示x距离处的挠度，M表示弯曲力矩，E表示杨氏模量，I表示截面惯性矩。

3.根据权利要求1所述的用于真空辅助乳腺旋切系统的穿刺旋切针模拟测试方法，其特征在于，所述步骤S2采用超声可视化测量系统对待穿刺皮肤组织材料的弹性程度进行测量，所述的超声可视化测量系统包括超声传感器、体膜、线性压缩机和TSI组织应变成像系统，所述体膜设置于超声传感器和待穿刺皮肤组织材料之间，所述超声传感器上设置有线性压缩机，所述超声传感器连接TSI组织应变成像系统。

4.根据权利要求3所述的用于真空辅助乳腺旋切系统的穿刺旋切针模拟测试方法，其特征在于，所述步骤S2通过线性压缩机带动超声传感器以逐级移动的方式向体膜方向移动，通过超声传感器产生的超声光束透过体膜聚焦于待穿刺皮肤组织材料表面获得超声图像，所述超声图像由超声传感器发送至TSI组织应变成像系统，所述的TSI组织应变成像系统通过超声图像计算得到待穿刺皮肤组织材料的刚度数值k和形变量。

5.根据权利要求3所述的用于真空辅助乳腺旋切系统的穿刺旋切针模拟测试方法，其特征在于，所述超声传感器为5.5-13.0MHz线性192元素阵列探头，所述体膜由硅胶构成，体膜具有与皮肤组织材料等效的声速，所述线性压缩机以0.012mm每步的速度向下推移。

6.根据权利要求1所述的用于真空辅助乳腺旋切系统的穿刺旋切针模拟测试方法，其特征在于，所述步骤S3根据公式,由刚度数值k和形变量计算得到作用于待穿刺皮肤组织材料的恒力P，所述的恒力P即为模拟穿刺时穿刺旋切针作用于待穿刺皮肤组织材料上的作用力。

7.根据权利要求1所述的用于真空辅助乳腺旋切系统的穿刺旋切针模拟测试方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下子步骤：

S401、通过穿刺旋切针受到待穿刺皮肤组织材料对其的摩擦力的反作用力劈尖上的切向反作用力进行力的分解得到：

；

；其中表示穿刺旋切针尖横向力，表示穿刺旋切针尖竖向力；

S402、根据穿刺旋切针尖横向力和穿刺旋切针尖竖向力建立穿刺旋切针的受力平衡，穿刺旋切针在z轴方向上的受力平衡：；穿刺旋切针在竖直轴方向上的受力平衡：；穿刺旋切针作为悬臂梁支点处的力矩平衡：，其中表示穿刺旋切针针尾横向力，表示穿刺旋切针针尾竖向力，M表示刺旋切针针尾处的弯矩，表示穿刺旋切针受待穿刺皮肤组织材料挤压的载荷分布函数，L表示穿刺旋切针长度，表示穿刺旋切针与待穿刺皮肤组织材料接触长度；

S403、根据穿刺旋切针体弯曲形变的微分方程及上述模型推导出穿刺旋切针的挠度弯曲形变模型：

。

8.根据权利要求7所述的用于真空辅助乳腺旋切系统的穿刺旋切针模拟测试方法，其特征在于，所述的摩擦力为静摩擦力，所述步骤S4在穿刺旋切针连续进针过程中建立挠度弯曲形变方程模型。