生物力学影响的靶区位姿精度保持方法研究

作者：李瑞星; 张来喜^*; 陈惠贤; 宋明涛; 雷武乐; 张鹏

来源：中国医学物理学杂志, 2021, 38(03): 375-381.

DOI：10.3969/j.issn.1005-202X.2021.03.020

• 靶区位姿
• 生物力学
• 变形误差
• 前馈修正

目的:分析二次摆位中靶区位姿在生物力学影响下的器官肿瘤变形规律,控制机械臂位置来补偿此误差。方法:利用解剖学和生物力学相关知识,通过Mimics v17.0软件建立包含肿瘤的肺组织有限元模型,将建立的有限元模型导入ANSYS15.0,利用前人总结的生物力学特性参数仿真分析肺和肿瘤的变形误差。结果:得到在二次摆位中肺组织最大变形为21.24 mm,肿瘤最大变形为3.17 mm,并利用二次多项式拟合给出了误差模型,摆位验证后其误差变形均在此范围内,其中头脚方向变形最大。结论:基于自主设计的六自由度摆位医用机械臂提出一种通过前馈修正的位置控制方法,该方法在二次摆位过程中可以预先补偿肿瘤的位移误差,提高放疗精度和效率,减少对治疗靶区周围正常组织的损伤。

• 单位
  中国科学院近代物理研究所; 兰州理工大学; 机电工程学院