[发明专利]基于外科手术缝合受力模型的受力计算方法

权利要求书

1.一种基于外科手术缝合受力模型的受力计算方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1、建立外科手术缝合受力模型，该受力模型包括假皮人肉组织模型(5)、模型支撑板(6)和四个六维力/力矩传感器，所述假皮人肉组织模型(5)安装在所述的模型支撑板(6)上，所述的四个六维力/力矩传感器分别设置在所述模型支撑板(6)底面的四角处，所述的四个六维力/力矩传感器分别记为第一六维力/力矩传感器(1)、第二六维力/力矩传感器(2)、第三六维力/力矩传感器(3)和第四六维力/力矩传感器(4)；

步骤2、在假皮人肉组织模型(5)上进行手术缝合时，所述的假皮人肉组织模型(5)受力后，所述的四个六维力/力矩传感器测出以各自的四个六维力/力矩传感器为坐标原点的笛卡尔坐标系x、y、z方向的三个分力，及分别相对x、y、z轴的三个力矩，设四个六维力/力矩传感器的参数分别如下：

第一六维力/力矩传感器(1)的三个分力分别为Fx1，Fy1，Fz1，三个力矩分别为Tx1，Ty1，Tz1；

第二六维力/力矩传感器(2)的三个分力分别为Fx2，Fy2，Fz2，三个力矩分别为Tx2，Ty2，Tz2；

第三六维力/力矩传感器(3)的三个分力分别为Fx3，Fy3，Fz3，三个力矩分别为Tx3，Ty3，Tz3；

第四六维力/力矩传感器(4)的三个分力分别为Fx4，Fy4，Fz4，三个力矩分别为Tx4，Ty4，Tz4；

已知所述模型支撑板(6) 及所述假皮人肉组织模型(5)的大小，通过所述的四个六维力/力矩传感器获得所有的分力和力矩，计算出缝合力F的大小及方向；再根据上述的12个力矩的大小推算出受力点A的位置。

2.根据权利要求1所述的基于外科手术缝合受力模型的受力计算方法，其特征在于，计算所述缝合力F相对所述假皮人肉组织模型(5)中心建立的笛卡尔坐标系的大小及方向，

1)计算缝合力F的大小：

设缝合力F在该笛卡尔坐标系x方向受力为Fx，Fx＝Fx1+Fx2+Fx3+Fx4 (1)

设缝合力F在该笛卡尔坐标系y方向受力为Fy，Fy＝Fy1+Fy2+Fy3+Fy4 (2)

设缝合力F在该笛卡尔坐标系z方向受力为Fz，Fz＝Fz1+Fz2+Fz3+Fz4-Mg (3)

2)确定受力点的位置：

根据各六维力/力矩传感器在假皮人肉组织模型(5)上建立的笛卡尔坐标系，得：

Tzn＝-Fxn*x+Fyn*y (4)

Tyn＝-Fxn*z-Fzn*x (5)

Txn＝Fyn*z+Fzn*y (6)

式(4)至(6)中，n＝1，2，3，4；

利用所述的四个六维力/ 力矩传感器测得的所有力矩以及上述公式(1)至(3)得到的假皮人肉组织模型(5)在受力点A的x，y，z三个方向得到的分力；将力矩和分力代入式(4)至式(6)得到受力点A的坐标(x_A，y_A，z_A)，即受力点F的位置。