構(gòu)建穿刺針形狀變化標(biāo)定模型的方法，涉及光纖光柵傳感領(lǐng)域。解決了現(xiàn)有技術(shù)中構(gòu)建的穿刺針形狀變化標(biāo)定模型，未考慮溫度對(duì)穿刺針形狀變化的影響，使得所構(gòu)建的標(biāo)定模型對(duì)穿刺針形狀變化擬合精度低的問(wèn)題。本發(fā)明首先構(gòu)建穿刺針形狀變化的初始模型，然后單獨(dú)改變穿刺針的溫度和穿刺針的形變，獲得構(gòu)建穿刺針形狀變化的初始模型的校準(zhǔn)矩陣，最后，根據(jù)校準(zhǔn)矩陣獲得穿刺針形狀變化標(biāo)定模型，從而完成對(duì)穿刺針形狀變化標(biāo)定模型的構(gòu)建。本發(fā)明主要應(yīng)用在醫(yī)療領(lǐng)域。

1.構(gòu)建穿刺針形狀變化標(biāo)定模型的方法，其特征在于，該方法是基于粘貼在穿刺針內(nèi)針上3個(gè)光纖光柵實(shí)現(xiàn)，所述的光纖光柵為光纖布拉格光柵；步驟一、根據(jù)校準(zhǔn)矩陣、由形變引起的中心波長(zhǎng)偏移矩陣、由溫度引起的中心波長(zhǎng)偏移矩陣和曲率分量矩陣，構(gòu)建穿刺針形狀變化的初始模型，初始模型的表達(dá)式為： 其中， 表示校準(zhǔn)矩陣，C₁至C₆分別為校準(zhǔn)矩陣內(nèi)的第一至第六個(gè)元素； 表示由形變引起的中心波長(zhǎng)偏移矩陣，Δλ1表示第一個(gè)光纖光柵的中心波長(zhǎng)偏移量；Δλ2表示第二個(gè)光纖光柵的中心波長(zhǎng)偏移量；Δλ3表示第三個(gè)光纖光柵的中心波長(zhǎng)偏移量； 表示由溫度變化引起的中心波長(zhǎng)偏移矩陣；λ_B1表示溫度為預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)溫度，且穿刺針處于非形變狀態(tài)下時(shí)，第一個(gè)光纖光柵的中心波長(zhǎng)；λ_B2表示溫度為預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)溫度，且穿刺針處于非形變狀態(tài)下時(shí)，第二個(gè)光纖光柵的中心波長(zhǎng)；λ_B3表示溫度為預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)溫度，且穿刺針處于非形變狀態(tài)下時(shí)，第三個(gè)光纖光柵的中心波長(zhǎng)；ΔT表示溫度的變化量；ξ表示熱光系數(shù)；κ_xy表示右手坐標(biāo)系下的x軸和y軸所構(gòu)成的xy平面的曲率分量；κ_xz表示右手坐標(biāo)系下的x軸和z軸所構(gòu)成的xz平面的曲率分量；右手坐標(biāo)系下的x軸為光纖光柵的長(zhǎng)度方向；步驟二、使穿刺針處于預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)溫度下，根據(jù)N個(gè)預(yù)設(shè)的曲率分量矩陣中的具體數(shù)值，改變穿刺針形狀，使穿刺針由標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)條形形狀彎曲成相應(yīng)的預(yù)設(shè)形狀，其中，每一個(gè)預(yù)設(shè)的曲率分量矩陣對(duì)應(yīng)一種預(yù)設(shè)形狀，從而獲得穿刺針在每種預(yù)設(shè)形狀下，由形變引起的中心波長(zhǎng)偏移矩陣的數(shù)值；步驟三、使穿刺針處于標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)條形形狀，根據(jù)M個(gè)預(yù)設(shè)測(cè)試溫度，改變穿刺針的溫度，使穿刺針的溫度由預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)溫度上升或下降至相應(yīng)的預(yù)設(shè)測(cè)試溫度，從而獲得穿刺針在每個(gè)預(yù)設(shè)測(cè)試溫度下，由溫度引起的中心波長(zhǎng)偏移矩陣的數(shù)值；步驟四、將步驟二中每種預(yù)設(shè)形狀下由形變引起的中心波長(zhǎng)偏移矩陣的數(shù)值、及步驟三中每個(gè)預(yù)設(shè)溫度下由溫度引起的中心波長(zhǎng)偏移矩陣的數(shù)值均帶入公式一，獲得N+M個(gè)變形后的公式一，并對(duì)N+M個(gè)變形后的公式一進(jìn)行處理，從而獲得穿刺針的校準(zhǔn)矩陣的具體數(shù)值；步驟五、將步驟四中獲得的穿刺針的校準(zhǔn)矩陣的具體數(shù)值帶入公式一中，從而獲得穿刺針形狀變化標(biāo)定模型，從而完成對(duì)穿刺針形狀變化標(biāo)定模型的構(gòu)建。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)建穿刺針形狀變化標(biāo)定模型的方法，其特征在于，步驟四中，對(duì)N+M個(gè)變形后的公式一進(jìn)行最小二乘計(jì)算，從而獲得穿刺針的校準(zhǔn)矩陣的具體數(shù)值。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)建穿刺針形狀變化標(biāo)定模型的方法，其特征在于，步驟一中，Δλ1、Δλ2和Δλ3的獲得過(guò)程，均可通過(guò)如下公式二實(shí)現(xiàn)；Δλi＝λ_Bi(1-P_e)ε (公式二)；Δλi表示第i個(gè)光纖光柵的中心波長(zhǎng)偏移量；i＝1,2,3；λ_Bi表示溫度為預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)溫度，且穿刺針處于非形變狀態(tài)下時(shí)，第i個(gè)光纖光柵的中心波長(zhǎng)；P_e表示光纖光柵應(yīng)變系數(shù)；ε表示應(yīng)變。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的構(gòu)建穿刺針形狀變化標(biāo)定模型的方法，其特征在于，ε＝d·κ；其中，d表示光纖光柵中軸線到穿刺針中軸線間的距離；κ表示光纖光柵受到拉/壓力后，穿刺針中軸線在三維空間內(nèi)的曲率。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)建穿刺針形狀變化標(biāo)定模型的方法，其特征在于，穿刺針內(nèi)針的內(nèi)壁上沿周向設(shè)有3個(gè)槽，每個(gè)槽內(nèi)粘貼有一個(gè)光纖光柵。