本發明涉及力感知，尤其涉及一種基于力感知溫度補償的穿刺力檢測方法及相關設備。

背景技術：

1、視網膜靜脈阻塞是一種常見的視網膜血管疾病，目前有效的治療手段是直接向閉塞的視網膜靜脈注射足夠劑量的血栓溶解，目前臨床上的常見做法是將trocar刺入鞏膜，建立起器械進入眼內通道，通過光纖燈照明眼內視野，同時將注藥針置入并對眼底的血管進行穿刺與注藥。

2、由于視網膜靜脈血管直徑僅幾十微米，極易造成雙重穿刺，對人眼造成損傷。因此精準檢測視網膜靜脈穿刺瞬間是保證該手術安全進行的必要條件之一，其中一種手段就是觀測穿刺過程中穿刺力的變化。

3、現有的實現視網膜靜脈插管針對插管過程穿刺力感知的方案是在穿刺針上布置布拉格光纖光柵傳感器，實現對穿刺力的感知。但是布拉格光纖光柵中反射光的波長變化率容易受環境溫度的影響而產生誤差，導致穿刺力感知的精度降低。

技術實現思路

1、本發明提供一種基于力感知溫度補償的穿刺力檢測方法及相關設備，用以解決現有技術中導致穿刺力感知的精度降低的缺陷。

2、本發明提供一種基于力感知溫度補償的穿刺力檢測方法，包括：

3、通過插管針上設置的布拉格光纖光柵獲取所述插管針在穿刺過程中的反射光的波長，并根據所述波長計算目標波長變化率；

4、獲取預設的波長變化率與穿刺力的映射關系，并基于所述目標波長變化率和所述映射關系確定目標穿刺力；其中，所述映射關系基于對所述布拉格光纖光柵的各個光柵柵區進行溫度補償后得到。

5、根據本發明提供的一種基于力感知溫度補償的穿刺力檢測方法，所述獲取預設的波長變化率與穿刺力的映射關系之前，所述方法還包括：

6、向所述插管針的針尖施加壓力，并獲取所述布拉格光纖光柵的各個光柵柵區在不同環境溫度下的波長和溫度值；

7、基于所述壓力、所述波長和溫度值對各個所述光柵柵區進行溫度補償，得到所述映射關系。

8、根據本發明提供的一種基于力感知溫度補償的穿刺力檢測方法，所述基于所述壓力、所述波長和溫度值對各個所述光柵柵區進行溫度補償，得到所述映射關系，包括：

9、根據所述波長計算波長變化率序列，并根據所述溫度值計算溫度變化序列；

10、初始化各個所述光柵柵區對應的溫度補償系數，并根據所述壓力、初始化后的溫度補償系數、所述波長變化率序列和所述溫度變化序列，得到各個所述光柵柵區對應的溫變常數；

11、根據所述溫變常數，計算各個所述光柵柵區對應的目標溫度補償系數；

12、根據所述目標溫度補償系數，確定波長變化率與穿刺力的映射關系。

13、根據本發明提供的一種基于力感知溫度補償的穿刺力檢測方法，所述根據所述壓力、初始化后的溫度補償系數、所述波長變化率序列和所述溫度變化序列，得到各個所述光柵柵區對應的溫變常數，包括：

14、對所述壓力進行分解，并基于懸臂梁理論，確定各個所述光柵柵區的應力；

15、根據所述應力、初始化后的溫度補償系數、所述波長變化率序列和所述溫度變化序列，得到各個所述光柵柵區對應的溫變常數。

16、根據本發明提供的一種基于力感知溫度補償的穿刺力檢測方法，沿所述插管針的圓周方向設置有至少一根所述布拉格光纖光柵。

17、本發明還提供一種基于力感知溫度補償的穿刺力檢測系統，包括：

18、至少一根布拉格光纖光柵，用于獲取插管針在穿刺過程中的反射光的波長；

19、檢測模塊，用于根據所述波長計算目標波長變化率，獲取預設的波長變化率與穿刺力的映射關系，并基于所述目標波長變化率和所述映射關系確定目標穿刺力；其中，所述映射關系基于對所述布拉格光纖光柵的各個光柵柵區進行溫度補償后得到。

20、本發明還提供一種基于力感知溫度補償的穿刺力檢測裝置，包括：

21、計算模塊，配置為通過插管針上設置的布拉格光纖光柵獲取所述插管針在穿刺過程中的反射光的波長，并根據所述波長計算目標波長變化率；

22、確定模塊，配置為獲取預設的波長變化率與穿刺力的映射關系，并基于所述目標波長變化率和所述映射關系確定目標穿刺力；其中，所述映射關系基于對所述布拉格光纖光柵的各個光柵柵區進行溫度補償后得到。

23、本發明還提供一種電子設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現如上述任一種所述基于力感知溫度補償的穿刺力檢測方法。

24、本發明還提供一種非暫態計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，該計算機程序被處理器執行時實現如上述任一種所述基于力感知溫度補償的穿刺力檢測方法。

25、本發明還提供一種計算機程序產品，包括計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現如上述任一種所述基于力感知溫度補償的穿刺力檢測方法。

26、本發明提供的基于力感知溫度補償的穿刺力檢測方法及相關設備，在插管針上設置的布拉格光纖光柵，通過布拉格光纖光柵獲取插管針在穿刺過程中的反射光的波長，根據獲取到的波長計算目標波長變化率，預先擬合有穿刺力和波長變化率的映射關系。在擬合時，對布拉格光纖光柵的各個光柵柵區進行溫度補償，以補償溫度變化和溫變常數差異造成的穿刺力感知精度的誤差，進而基于目標波長變化率和映射關系準確確定目標穿刺力，提高穿刺力感知精度。

技術特征：

1.一種基于力感知溫度補償的穿刺力檢測方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的基于力感知溫度補償的穿刺力檢測方法，其特征在于，所述獲取預設的波長變化率與穿刺力的映射關系之前，所述方法還包括：

3.根據權利要求2所述的基于力感知溫度補償的穿刺力檢測方法，其特征在于，所述基于所述壓力、所述波長和溫度值對各個所述光柵柵區進行溫度補償，得到所述映射關系，包括：

4.根據權利要求3所述的基于力感知溫度補償的穿刺力檢測方法，其特征在于，所述根據所述壓力、初始化后的溫度補償系數、所述波長變化率序列和所述溫度變化序列，得到各個所述光柵柵區對應的溫變常數，包括：

5.根據權利要求1至4中任一項所述的基于力感知溫度補償的穿刺力檢測方法，其特征在于，沿所述插管針的圓周方向設置有至少一根所述布拉格光纖光柵。

6.一種基于力感知溫度補償的穿刺力檢測系統，其特征在于，包括：

7.一種基于力感知溫度補償的穿刺力檢測裝置，其特征在于，包括：

8.一種電子設備，包括存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現如權利要求1至5任一項所述基于力感知溫度補償的穿刺力檢測方法。

9.一種非暫態計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1至5任一項所述基于力感知溫度補償的穿刺力檢測方法。

10.一種計算機程序產品，包括計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1至5任一項所述基于力感知溫度補償的穿刺力檢測方法。

技術總結
本發明涉及力感知技術領域，提供一種基于力感知溫度補償的穿刺力檢測方法及相關設備，基于力感知溫度補償的穿刺力檢測方法，包括：通過插管針上設置的布拉格光纖光柵獲取所述插管針在穿刺過程中的反射光的波長，并根據所述波長計算目標波長變化率；獲取預設的波長變化率與穿刺力的映射關系，并基于所述目標波長變化率和所述映射關系確定目標穿刺力；其中，所述映射關系基于對所述布拉格光纖光柵的各個光柵柵區進行溫度補償后得到。本發明通過對布拉格光纖光柵的各個光柵柵區進行溫度補償，得到波長變化率與穿刺力的映射關系，使得基于目標波長變化率和映射關系能夠準確確定目標穿刺力，提高穿刺力感知精度。

技術研發人員：邊桂彬,葉強,任晗,李楨
受保護的技術使用者：中國科學院自動化研究所
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24