基于ISIGHT的导管空间路径多目标优化的开题报告

基于ISIGHT的导管空间路径多目标优化的开题报告一、研究背景与意义内窥镜手术已经在临床上得到广泛应用，而导管的路径规划是内窥镜手术中一个重要的问题。在导管路径规划中，如何准确地检测到多个目标并在短时间内规划一条最佳路径是一个难点。而且，由于人体结构复杂，一旦出现路径偏移，可能会伤及到周围的神经血管，因此导管路径规划是一项具有挑战性的任务。现如今，随着生物医学工程技术的不断革新和发展，基于ISIGHT的导管空间路径多目标优化的研究势在必行。ISIGHT是一款基于计算机仿真的工程设计软件，它可以快速构建模型和模拟工程设计，较为方便地进行多目标优化。本课题将基于ISIGHT建立导管路径规划的模型，设计一种新型的多目标最优化算法，从而实现对导管空间路径的优化。二、研究方法在本课题中，我们将采用如下研究方法：1.数据采集：采集生物医学工程探针的实验数据，包括探针的运动轨迹、多个目标的位置和方向等数据。2.建立路径规划模型：基于ISIGHT建立导管路径规划模型，并结合已有的路径规划方法，将多目标优化算法应用于路径规划中，与传统路径规划算法进行对比分析。3.仿真测试：利用仿真技术进行实验测试，将ISIGHT中建立的模型与实际路径规划进行对比分析，观察实验效果。4.结果分析：基于仿真实验的结果，对算法进行评估，分析路径规划算法的优越性和不足之处，并提出改进意见。三、研究内容本课题将展开如下研究内容：1.基于ISIGHT的导管路径规划模型设计。2.多目标最优化算法的研究和开发，包括参数设计、算法实现等。3.导管路径规划的仿真实验，观察路径规划算法的实际效果。4.算法的评估和分析，包括算法的优越性和不足之处，并提出改进方案。四、预期结果通过本课题的研究，我们预计能够达到以下目标：1.建立一种高效的导管路径规划模型，能够快速准确地检测到多个目标，并在短时间内规划出最佳路径。2.研发一种多目标最优化算法，相对于传统算法，能够更好地解决导管路径规划中的多目标问题。3.通过仿真实验，验证算法的实际效果，并对算法进行评估和分析。4.提出对算法的改进意见，为今后的研究提供参考。五、参考文献1.Ramakrishna,R.,&Basu,A.(2018).Navigationofanendoscopiccapsuleinthegastrointestinaltract:analysisofmotiondynamicsandperformanceevaluation.IEEE/ASMETransactionsonMechatronics,23(3),1298-1308.2.Byun,J.W.,&Oh,S.R.(2017).Three-dimensionalpathplanningforendoscopiccapsuleusinghelicalcurve.InternationalJournalofPrecisionEngineeringandManufacturing-GreenTechnology,4(3),223-233.3.Kim,J.W.,Ku,J.H.,Lee,K.H.,&Jung,I.Y.(2016).Flexibleendoscopicnavigationforbrainsurgeryusing3Dreconstructionandamagneticsensor.MinimallyInvasiveTherapy&AlliedTechnologies,25(4),235-241.4.Zheng,X.,Wu,J.,Lei,Y.,Zeng,N.,&Zhang,J.(2018).Anovelnavigationsystemforendoscopicsurgerybased