作为一种微创手术,针穿刺由于具有微创伤、术后恢复快和并发症少等优点,而被广泛应用于临床实践。在化疗、外科诊断、治疗和实验研究等方面都需要穿刺针精确到达目标靶点。本文针对针穿刺实验的需要,对软组织样本进行了制备并对其组织性能进行测定,通过针穿刺实验过程对软组织形变和穿刺针的挠曲分别进行了研究。在软组织制备的过程中,通过不同配比的聚乙烯醇、二甲基亚砜和去离子水,研究制备了透明度较高和猪肝力学性能较为接近的PVA水凝胶,将其视为假体组织。为了测量软组织的形变和穿刺针的挠曲,搭建了实验用的针穿刺平台,穿刺实验的动力装置是由普爱纳米位移技术(上海)有限公司生产的精密运动平台提供,实验的图像采集系统是利用相机、镜头和背光源等组成。并在Labview软件下编写了针穿刺运动控制程序,在C++软件下编写了图像采集系统程序。搭建的运动系统能够满足对不同速度和位置的穿刺实验,图像采集系统能够清晰的采集针穿刺过程中的动态图片,并满足后期图片的处理要求。在针穿刺实验过程中,对采集的图形进行形态学处理。在图像形态学处理的过程中,主要采用了边缘检测算子,并对Robert、Soble和Log三种边缘检测算子进行了比较。并对检测后的图像进行膨胀、腐蚀、填充、桥接、去毛刺等运算。对软组织内部的标识物和穿刺针的针尖进行定量的提取。分析了针穿刺过程中软组织和穿刺针的动态变化过程。拟合了针穿刺过程中软组织变形和穿刺针挠曲的曲线,并分析了穿刺过程中针穿刺速度、穿刺深度和穿刺针型号对软组织形变和穿刺针挠曲的影响。