醫(yī)用電磁導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研究.pdf

1、電磁導(dǎo)航是以磁場(chǎng)空間定位技術(shù)為核心，與信號(hào)處理、計(jì)算機(jī)、應(yīng)用數(shù)學(xué)等技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。近年來(lái)在諸多領(lǐng)域尤其是醫(yī)療方面得到了廣泛的應(yīng)用。
　　本文在深入研究正交磁偶極子磁場(chǎng)三維定位方法的基礎(chǔ)之上，給出了求解非線性磁場(chǎng)方程的數(shù)值解法，并且通過(guò)典型參數(shù)下的仿真實(shí)驗(yàn)證明了逆Broyden法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)非線性磁場(chǎng)方程的實(shí)時(shí)、有效求解。基于逆Broyden法的定位區(qū)間討論，給出了實(shí)際應(yīng)用中磁場(chǎng)定位的適用區(qū)域。鑒于實(shí)際加工過(guò)程中存在的偏心偏角誤差

2、，本文建立了涵蓋這種誤差的數(shù)學(xué)模型。在分析其對(duì)定位精度影響的同時(shí)，提出了一種誤差辨識(shí)與校正的方法。仿真分析表明，這種方法可以有效地減少線圈偏心偏角帶來(lái)的定位誤差，為實(shí)際導(dǎo)航系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)提供了必要的理論依據(jù)。
　　考慮實(shí)際典型定位系統(tǒng)的需要，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了電磁導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的硬件電路。通過(guò)對(duì)正交發(fā)射線圈及其驅(qū)動(dòng)控制電路的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)一定強(qiáng)度和精度的正交似穩(wěn)磁場(chǎng)的時(shí)分發(fā)射。在接收端，利用高性能的磁阻探頭實(shí)現(xiàn)了對(duì)磁場(chǎng)信號(hào)的接收、放大、濾波與數(shù)

3、據(jù)采集。
　　在電磁導(dǎo)航系統(tǒng)軟件的程序設(shè)計(jì)中，將非線性方程求解算法、線性與非線性誤差校正算法、以及時(shí)分信號(hào)處理算法作為應(yīng)用程序的核心算法，完成了時(shí)分磁場(chǎng)信號(hào)向定位坐標(biāo)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化。采用OpenGL三維圖形編輯功能，使定位效果得以清晰的形象顯示。
　　最后，通過(guò)對(duì)整個(gè)定位系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)，得到了一些必要的定位參數(shù)，指出了不同定位區(qū)間內(nèi)定位精度的差別，分析了產(chǎn)生誤差的原因，為系統(tǒng)的改善提供了依據(jù)。另外，對(duì)醫(yī)用電磁導(dǎo)航系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用及