[發明專利]自適應組織切削系統及方法

有效

• 申請號: 202010344607.7
• 申請日: 2020-04-27
• 公開（公告）號: CN111551408B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 陳鍵偉;袁菁;李亞峰;龔輝
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;B26D5/00;B26D7/27
• 代理公司: 杭州宇信知識產權代理事務所(普通合伙) 33231
• 代理人: 王健

本發明公開了一種自適應組織切削系統及方法，包括監測模塊，用于對樣本的特性參數進行實時監測；切削參數匹配模塊，用于根據當前所監測到的樣本的特性參數匹配相適應的切削頻率；切削模塊，包括相連接的切削組件及頻率調節組件，頻率調節組件用于根據切削參數匹配模塊輸出的頻率要求進行調整并輸出切削頻率，切削組件用于采用頻率調節組件相應的輸出頻率對樣本進行切削。其目的在于解決針對同一種組織不同解剖區域生物力學特性不同或不同器官力學特性存在差異，需要在切削的過程中實時改變切削參數以獲得較好切削斷面的技術問題。

技術領域

本發明屬于生物醫學領域，更具體地，涉及一種自適應組織切削系統及方法。

背景技術

自適應組織切削方法主要是針對非均勻組織以及不同器官的切削，非均勻組織主要是指組織力學特性如粘彈性參數在整個組織中的分布存在差異；不同器官如大腦、心臟、肝臟、脾臟、腎臟等，其力學特性也存在明顯差異。自適應組織切削方法主要包括根據組織各個部位組織力學特性的差異制定合適的切削參數，在現有的切削方式中，一般是通過枚舉實驗確定適合某一組織的切削頻率，然后觀察整體效果。這種方式對于同一個樣本來說，不管組織是否均勻，在切削中只采用了一個固定的切削參數，而忽略掉組織的不均勻特性。但實際完整器官比如鼠腦等，不同腦區的生物力學特性是不同的，在切削時需要實時改變切削參數來匹配不同特性的組織，如果僅僅使用同一切削參數進行切削會導致切削過程中對于不匹配該切削參數的區域很難有好的切削效果。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，為了解決針對同一種組織不同區域生物力學特性不同或不同器官力學特性存在差異，需要在切削的過程中實時改變切削參數以獲得較好切削斷面的技術問題，本發明提供了一種自適應組織切削系統及方法。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種自適應組織切削系統，包括：

監測模塊，用于對樣本的特性參數進行實時監測；

切削參數匹配模塊，用于根據當前所監測到的所述樣本的特性參數匹配相適應的切削頻率；

切削模塊，包括相連接的切削組件及頻率調節組件，所述頻率調節組件用于根據所述切削參數匹配模塊輸出的頻率要求進行調整并輸出切削頻率，所述切削組件用于采用所述頻率調節組件相應的輸出頻率對所述樣本進行切削。

優選地，所述特性參數為粘彈性，所述監測模塊為粘彈性監測儀，所述切削參數匹配模塊包括粘彈性與切削頻率的映射關系獲取模塊。

優選地，所述粘彈性與切削頻率的映射關系獲取模塊包括：

粘彈性測試單元，用于對測試樣本的粘彈性進行監測并做記錄；

平整度測試單元，用于對所述測試樣本切削后的斷面粗糙度進行測量，判斷該斷面粗糙度是否處于要求范圍內，若是則停止更換切削頻率并記錄此時切削頻率，若否則更換切削頻率直至獲取所述樣本的斷面粗糙度處于要求范圍時停止更換切削頻率并記錄此時的切削頻率，依次完成所有所述測試樣本對應的切削頻率的記錄；

映射單元，用于將所述測試樣本的粘彈性與切削頻率進行一一映射。

優選地，所述特性參數為切削力，所述監測模塊為力傳感器，所述切削參數匹配模塊包括切削頻率與切削力實時調整模塊。

優選地，所述切削頻率與切削力實時調整模塊包括：

切削力判斷單元，用于判斷當前監測的所述切削力是否大于預設切削力并超出所允許的誤差范圍，若是，則輸出調頻信號，若否，則保持當前切削頻率；

頻率重設單元，用于先根據所述調頻信號以一定增幅逐漸增大切削頻率并輸出，當出現切削頻率增大且切削力增大的情況時，則將當前頻率以一定減幅減小切削頻率并輸出，直至調整后的所述切削力不大于所述預設切削力或雖大于所述預設切削力但不超過所允許的誤差范圍。