激光治疗的机器人系统方法

激光治疗的机器人系统方法
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作者:
出版社: 科学出版社
2021-08
版次: 1
ISBN: 9787030693266
定价: 98.00
装帧: 平装
开本: 16开
页数: 143页
分类: 医药卫生
  • 激光加热导致生物组织坏死是疾病治疗的一种方法,激光与病变及周边组织的热交互规律是实现治疗的生物学基础。在生物学基础上,结合机器人技术实现高精度治疗,是构成“疾病发现、疾病诊断、认知机理、制定方案、实施治疗、效果评价”这一闭环的关键执行环节。目前,对激光治疗的机器人系统化方法研究尚处于起步阶段,缺乏系统性的全面阐述。为解决这一问题,本书融合生物传热学、机器人学和控制科学等学科,系统描述了激光-组织交互机理、激光治疗机器人化的组成原理和各环节的主要方法,揭示了激光治疗机器人化的核心问题和难点问题。
        本书既可以作为生物医学工程、机器人、激光医学等专业的教学参考用书,也可以作为相关领域研究人员的参考资料。 前言
    第1章  绪论
      1.1  引言
      1.2  激光医学发展要点史
      1.3  激光机器人系统/治疗终端现状
      1.4  人类医生与医疗机器人对比
      本章小结
      参考文献
    第2章  激光--组织交互机理
      2.1  引言
      2.2  实验观察
      2.3  经验模型
      2.4  生物传热模型
        2.4.1  抛物线型和双曲线型
        2.4.2  广义双相滞后方程
        2.4.3  分数阶模型
        2.4.4  基于麦克斯韦方程的生物传热模型
        2.4.5  热波模型
        2.4.6  C-H生物传热模型
        2.4.7  激光加热下的彭尼斯生物传热模型
        2.4.8  激光热源热流模型
      2.5  生物传热模型解法
        2.5.1  解析解法
        2.5.2  半解析解法
        2.5.3  数值解法
        2.5.4  蒙特卡洛法
        2.5.5  移动光源热场解法
      2.6  热损伤模型
        2.6.1  热等效应剂量模型
        2.6.2  厄瑞涅斯热损伤模型
        2.6.3  模型间转化关系
      2.7  生物组织热参数实验测量方法
      本章小结
      参考文献
    第3章  激光治疗终端及投送系统
      3.1  引言
      3.2  激光终端结构
        3.2.1  弹性体驱动激光消融终端
        3.2.2  刚性张闭型激光消融终端
        3.2.3  球关节驱动激光消融终端
      3.3  腔道内激光投送机器人系统
        3.3.1  线驱动可伸缩连续体投送机器人
        3.3.2  弹性可伸缩连续体投送机器人
        3.3.3  软体驱动激光投送机器人
      3.4  实体穿刺投送机器人系统
      本章小结
      参考文献
    第4章  激光治疗规划
      4.1  引言
      4.2  激光治疗规划评估指标
      4.3  浅表激光消融治疗规划
        4.3.1  离散点覆盖法激光治疗规划
        4.3.2  连续运动光斑激光治疗规划
      4.4  三维空间激光消融治疗规划
        4.4.1  基于粒子群方法的三维离散点覆盖方法
        4.4.2  机器学习规划技术
      4.5  激光终端位置有偏的治疗规划
      本章小结
      参考文献
    第5章  激光治疗反馈控制
      5.1  引言
      5.2  组织状态感知
      5.3  控制方法
        5.3.1  开关逻辑控制
        5.3.2  PID反馈控制
        5.3.3  模糊控制器反馈控制
        5.3.4  最优控制
        5.3.5  自调节控制
      5.4  激光治疗机器人方法的整体框架
      本章小结
      参考文献
  • 内容简介:
    激光加热导致生物组织坏死是疾病治疗的一种方法,激光与病变及周边组织的热交互规律是实现治疗的生物学基础。在生物学基础上,结合机器人技术实现高精度治疗,是构成“疾病发现、疾病诊断、认知机理、制定方案、实施治疗、效果评价”这一闭环的关键执行环节。目前,对激光治疗的机器人系统化方法研究尚处于起步阶段,缺乏系统性的全面阐述。为解决这一问题,本书融合生物传热学、机器人学和控制科学等学科,系统描述了激光-组织交互机理、激光治疗机器人化的组成原理和各环节的主要方法,揭示了激光治疗机器人化的核心问题和难点问题。
        本书既可以作为生物医学工程、机器人、激光医学等专业的教学参考用书,也可以作为相关领域研究人员的参考资料。
  • 目录:
    前言
    第1章  绪论
      1.1  引言
      1.2  激光医学发展要点史
      1.3  激光机器人系统/治疗终端现状
      1.4  人类医生与医疗机器人对比
      本章小结
      参考文献
    第2章  激光--组织交互机理
      2.1  引言
      2.2  实验观察
      2.3  经验模型
      2.4  生物传热模型
        2.4.1  抛物线型和双曲线型
        2.4.2  广义双相滞后方程
        2.4.3  分数阶模型
        2.4.4  基于麦克斯韦方程的生物传热模型
        2.4.5  热波模型
        2.4.6  C-H生物传热模型
        2.4.7  激光加热下的彭尼斯生物传热模型
        2.4.8  激光热源热流模型
      2.5  生物传热模型解法
        2.5.1  解析解法
        2.5.2  半解析解法
        2.5.3  数值解法
        2.5.4  蒙特卡洛法
        2.5.5  移动光源热场解法
      2.6  热损伤模型
        2.6.1  热等效应剂量模型
        2.6.2  厄瑞涅斯热损伤模型
        2.6.3  模型间转化关系
      2.7  生物组织热参数实验测量方法
      本章小结
      参考文献
    第3章  激光治疗终端及投送系统
      3.1  引言
      3.2  激光终端结构
        3.2.1  弹性体驱动激光消融终端
        3.2.2  刚性张闭型激光消融终端
        3.2.3  球关节驱动激光消融终端
      3.3  腔道内激光投送机器人系统
        3.3.1  线驱动可伸缩连续体投送机器人
        3.3.2  弹性可伸缩连续体投送机器人
        3.3.3  软体驱动激光投送机器人
      3.4  实体穿刺投送机器人系统
      本章小结
      参考文献
    第4章  激光治疗规划
      4.1  引言
      4.2  激光治疗规划评估指标
      4.3  浅表激光消融治疗规划
        4.3.1  离散点覆盖法激光治疗规划
        4.3.2  连续运动光斑激光治疗规划
      4.4  三维空间激光消融治疗规划
        4.4.1  基于粒子群方法的三维离散点覆盖方法
        4.4.2  机器学习规划技术
      4.5  激光终端位置有偏的治疗规划
      本章小结
      参考文献
    第5章  激光治疗反馈控制
      5.1  引言
      5.2  组织状态感知
      5.3  控制方法
        5.3.1  开关逻辑控制
        5.3.2  PID反馈控制
        5.3.3  模糊控制器反馈控制
        5.3.4  最优控制
        5.3.5  自调节控制
      5.4  激光治疗机器人方法的整体框架
      本章小结
      参考文献
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