机械工程学报

作者：刘建军, 杨洋, 郑昱, 广晨汉, 林闯, 王朝董

单位：1. 北京航空航天大学机械工程及其自动化学院 北京 100191;2. 南京邮电大学自动化学院 南京 210023

关键词：光纤布拉格光栅,多点多维微力感知,眼科手术器械,视网膜黄斑剥离手术；

基金：国家重点研发计划(2017YFB1302702)、国家自然科学基金(51875011,52205002)和南京邮电大学引进人才自然科学研究启动基金(NY223044)资助项目。

眼组织十分脆弱，毫牛级的力都会对眼组织产生损伤，这种微小的力已经超出了医生的感知极限。针对视网膜黄斑剥离手术中手术镊与眼组织之间的作用力微小、不易感知的问题，提出一种基于光纤布拉格光栅(Fiber Bragg grating,FBG)传感器的多点微力感知方法。此方法可以在眼科手术过程中总准确感知器械与眼组织的交互力。结合视网膜手术中的多点多维微力感知要求，提出一种全新的FBG布局形式。建立多点力假设下器械径向变形与FBG波长的理论模型，设计温度补偿方法，形成微力感知方法，实现对尖端径向力、巩膜径向力和巩膜接触位置的同步精准感知。最后，制作微力感知手术镊样机并通过实验进行标定，实验结果表明，尖端径向力、巩膜径向力、巩膜接触位置的均方根误差分别为0.2353 mN、1.51 mN、0.5730 mm，力、位置感知精度满足眼科手术要求。

来源：2024年第23期

《机械工程学报》期刊编辑部

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