19 / 2022-09-10 11:32:05

基于梯度麦克斯韦线圈的空间定位方法与介入手术仿真

针对现有介入手术设备需要高频高精度的空间定位实际需求，本文基于电磁学理论和几何学原理，设计了梯度麦克斯韦线圈生成初始磁场空间，然后通过回归分析获得磁感应强度分量与对应几何坐标的线性度为1的关系式，再调整X/Y/Z方向磁场梯度值为一致，从而建立了正方体均匀梯度磁场空间。在磁感应强度B与几何坐标[X,Y,Z]一一映射的基础上，对均匀梯度磁场空间进行了二级划分，每次划分均将最小定位正方体边长变为原来的1/10，通过分级匹配找到欧氏距离最近点进行空间定位。本文方法借助建模仿真进行实验与分析，取得了误差范围为0-1.299mm，平均误差为0.612mm，工作频率为73.770HZ的定位效果，并具有良好的抗干扰性，同时以心脏介入手术为例进行了仿真模拟，验证了我们提出的新电磁定位方法在介入手术中的应用效果。