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本发明提供的柔性针穿刺路径评估方法和系统，包括评估子函数、权重向量和障碍物风险向量，评估子函数中基于路径样本数据对路径长度、弧段数和安全度无量纲归一化处理；权重向量作为评估子函数的系数，调节各子函数对评估函数计算结果的影响称度，在评估子函数归一化的基础上权重向量的各元素数值具有可对比性；障碍物风险向量作为安全度评估子函数的系数，用于设定环境中各障碍物的危险等级，从而影响安全度子函数的计算结果。路径评估函数由评估子函数加乘权重向量和障碍物风险向量叠加，评估函数计算结果数值越小，路径越优。医生根据环境特征和临床经验对权重向量和障碍物风险向量进行调节，从而影响路径选择结果，使规划路径更为合理。

一种柔性针穿刺路径评估方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤S10：规划所述柔性针的穿刺路径，所述柔性针的穿刺路径为：其中， 表示弧Arci的起始点，ni表示 在弧Arci上的沿着前进方向单位切向量，ri表示弧Arci的半径，li表示弧Arci的长度；步骤S20：准备可行路径样本；步骤S30：根据所述穿刺路径设置障碍物的风险等级n、障碍物风险向量A及安全距离D；其中，S＝A·G，A＝[aj]；G＝[gj]；j表示各障碍物的风险等级，j＝1,2...n；gj表示风险等级为j的障碍物中距样本路径距离小于安全距离D的数目；aj表示风险等级j对应的风险系数；步骤S40：计算每个样本的路径长度评估子函数FL，FL＝L/Lavg，其中L是路径的长度，Lavg是所有样本路径的长度L的平均值；安全评估子函数FS，FS＝S/Savg，其中，S是距样本路径距离小于安全距离的障碍物数目，Savg是所有样本路径的S的平均值。

经皮穿刺作为一种最为常用的介入技术，多被用于药物置入、病理诊断、放射治疗 等手术中。传统手术采用刚性针的直线运动来实现穿刺，直线进针时路径受限，且由于刚性 针的自然形变引起靶点定位误差，严重影响治疗效果。相比而言，机器人辅助柔性针穿刺利 用针体的形变在软组织内实现曲线运动，能灵活的避开骨骼和血管等障碍物，准确的到达 目标点。

中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力，推动我国自主知识产权新工业的建立，成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统，由九个研究平台，国科大深圳先进技术学院，多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究，促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。

本发明提供的柔性针穿刺路径评估方法和系统，其评估函数由评估子函数、权重 向量和障碍物风险向量组成，其中，评估子函数中基于路径样本数据对路径长度、弧段数和 安全度进行了无量纲归一化处理;权重向量作为评估子函数的系数，用于调节各子函数对 评估函数计算结果的影响称度，在评估子函数归一化的基础上权重向量的各元素数值具有 直观可对比性;障碍物风险向量作为安全度评估子函数的系数，用于设定环境中各障碍物 的危险等级，从而影响安全度子函数的计算结果。路径评估函数由评估子函数加乘权重向 量和障碍物风险向量之后叠加而成，评估函数计算结果数值越小，路径越优。实际应用中， 医生可以根据环境特征和临床经验对权重向量和障碍物风险向量进行调节，从而影响路径 选择结果，使规划路径更为合理。

技术合作

针对不同环境特点，分别设置不同的权重向量和障碍物风险向量，可以得到不同 的最佳路径选择结果:在同等倾向于路径最短和弧段数最少的情况下，设置W1 = 3，W2 = 1，W3 = 3，n=l，ai = l，如图6所示;在将障碍物分为两个等级的情况下，设置wi = l，W2=1，W3 = 1，11 = 2，&1 = 1，&2 = 5，如图7所示，黑色障碍物（^17)风险较低，风险级别为1;黑色障碍 物(C、D)风险较高，风险级别为2;在障碍物少而大的环境下，倾向于选择最安全的路径，设 置W1 = 1，W2 = 5，W3 = 1，n = l，ai=l，如图8所示;在障碍物多而小的环境下，倾向于选择最短 的路径，设置wi = 5，W2=1，W3 = 1，n = l，ai = l，如图9所示。

[0069]虽然本发明参照当前的较佳实施方式进行了描述，但本领域的技术人员应能理 解，上述较佳实施方式仅用来说明本发明，并非用来限定本发明的保护范围，任何在本发明 的精神和原则范围之内，所做的任何修饰、等效替换、改进等，均应包含在本发明的权利保 护范围之内。