穿刺路径动态规划与穿刺针操控技术数据集

肺部等软组织生理解剖结构包含众多重要血管、神经及器官，其结构的复杂性、动态性为术前穿刺路径规划及术中动态操控带来了巨大挑战。目前国内外的研究均局限于静态、简单解剖结构下的路径规划与操控，较少能够综合考虑穿刺路径规划的动态性、最优性，以及穿刺操控的实时性、安全性。
鉴于此，本课题针对穿刺路径动态轨迹规划及针体操控技术开展研究，提出了一种基于人工势能场联合代价地图的动态穿刺路径规划理论，建立患者胸腹部三维解剖结构模型，通过改进的人工势能场对原始地图进行穿刺风险代价编码，建立生理解剖环境下的组织穿刺成本地图，实现在三维复杂环境下的穿刺针若干可行路径的智能高效规划。以此为基础，提出了耦合穿刺路径长度、穿刺路径危险程度与穿刺困难程度的多目标联合路径优化方法，实现高效的动态生成穿刺针最优穿刺路径，并采用计算机仿真实验验证路径规划的效率。同时，提出基于视觉反馈与轨迹重建的智能模型预测控制(MPC)算法，设计控制策略优化目标函数，实现对穿刺路径的有效跟踪控制，从而实现对术前手术路径的高效规划、术中器械的安全操控。
本数据集共包含7个子数据集，分别是路径规划时间检测数据、胸腹部路径规划的临床可行性满意度问卷调查数据、肿瘤位置实时预测与动态路径规划数据、三维医学分割实验数据、基于反向传播神经网络的呼吸运动生理环境建模数据、基于机器学习的高维呼吸动态生理环境建模数据、基于模型预测控制的柔性针穿刺控制误差数据。数据量大小是224KB。