基于ISIGHT的導(dǎo)管空間路徑多目標(biāo)優(yōu)化的開題報告

基于ISIGHT的導(dǎo)管空間路徑多目標(biāo)優(yōu)化的開題報告一、研究背景與意義內(nèi)窺鏡手術(shù)已經(jīng)在臨床上得到廣泛應(yīng)用，而導(dǎo)管的路徑規(guī)劃是內(nèi)窺鏡手術(shù)中一個重要的問題。在導(dǎo)管路徑規(guī)劃中，如何準(zhǔn)確地檢測到多個目標(biāo)并在短時間內(nèi)規(guī)劃一條最佳路徑是一個難點(diǎn)。而且，由于人體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦出現(xiàn)路徑偏移，可能會傷及到周圍的神經(jīng)血管，因此導(dǎo)管路徑規(guī)劃是一項具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)?，F(xiàn)如今，隨著生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)的不斷革新和發(fā)展，基于ISIGHT的導(dǎo)管空間路徑多目標(biāo)優(yōu)化的研究勢在必行。ISIGHT是一款基于計算機(jī)仿真的工程設(shè)計軟件，它可以快速構(gòu)建模型和模擬工程設(shè)計，較為方便地進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化。本課題將基于ISIGHT建立導(dǎo)管路徑規(guī)劃的模型，設(shè)計一種新型的多目標(biāo)最優(yōu)化算法，從而實現(xiàn)對導(dǎo)管空間路徑的優(yōu)化。二、研究方法在本課題中，我們將采用如下研究方法：1.數(shù)據(jù)采集：采集生物醫(yī)學(xué)工程探針的實驗數(shù)據(jù)，包括探針的運(yùn)動軌跡、多個目標(biāo)的位置和方向等數(shù)據(jù)。2.建立路徑規(guī)劃模型：基于ISIGHT建立導(dǎo)管路徑規(guī)劃模型，并結(jié)合已有的路徑規(guī)劃方法，將多目標(biāo)優(yōu)化算法應(yīng)用于路徑規(guī)劃中，與傳統(tǒng)路徑規(guī)劃算法進(jìn)行對比分析。3.仿真測試：利用仿真技術(shù)進(jìn)行實驗測試，將ISIGHT中建立的模型與實際路徑規(guī)劃進(jìn)行對比分析，觀察實驗效果。4.結(jié)果分析：基于仿真實驗的結(jié)果，對算法進(jìn)行評估，分析路徑規(guī)劃算法的優(yōu)越性和不足之處，并提出改進(jìn)意見。三、研究內(nèi)容本課題將展開如下研究內(nèi)容：1.基于ISIGHT的導(dǎo)管路徑規(guī)劃模型設(shè)計。2.多目標(biāo)最優(yōu)化算法的研究和開發(fā)，包括參數(shù)設(shè)計、算法實現(xiàn)等。3.導(dǎo)管路徑規(guī)劃的仿真實驗，觀察路徑規(guī)劃算法的實際效果。4.算法的評估和分析，包括算法的優(yōu)越性和不足之處，并提出改進(jìn)方案。四、預(yù)期結(jié)果通過本課題的研究，我們預(yù)計能夠達(dá)到以下目標(biāo)：1.建立一種高效的導(dǎo)管路徑規(guī)劃模型，能夠快速準(zhǔn)確地檢測到多個目標(biāo)，并在短時間內(nèi)規(guī)劃出最佳路徑。2.研發(fā)一種多目標(biāo)最優(yōu)化算法，相對于傳統(tǒng)算法，能夠更好地解決導(dǎo)管路徑規(guī)劃中的多目標(biāo)問題。3.通過仿真實驗，驗證算法的實際效果，并對算法進(jìn)行評估和分析。4.提出對算法的改進(jìn)意見，為今后的研究提供參考。五、參考文獻(xiàn)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