微创介入手术是一种新兴的治疗手段,它以其创伤小、疗效快、痛苦少等优点,备受当代医疗界的青睐。为了克服刚性针难以精确穿刺以及无法绕过骨骼等障碍实现靶向穿刺的弊端,有学者提出“柔性针”的概念。针对传统柔性针存在的矫正路径能力差和斜尖转角难于精确控制的弊端,本文提出了“套管柔性针”,有效的解决了上述问题。本文对套管柔性针的受力和弯曲特性进行了分析,优化了套管柔性针及其穿刺机构,并进行了实验研究。首先,建立了针尖受力的力学建模,通过对不同斜尖角度受力实验结果的拟合,得到了最佳的针尖角度。通过对针尖斜面的应力分析,基于组织特性参数,应用能量原理,提出针尖切割角的计算方法。其次,通过悬臂梁模型的挠度分析,对套管柔性针的针芯和套管直径进行了优化。对针体受力进行了分析,找出了使针体发生弯曲的主要力。利用有限元分析软件对套管柔性针的弯曲特性进行了仿真研究,定性分析了套管柔性针的弯曲趋势。再次,基于套管柔性针的自由度分析,利用TRIZ理论对套管柔性针的刺针机构进行了创新设计。为了防止针体受力发生翘曲,利用有限元分析的方法,对针体支撑导向块的布置进行了优化,仿真结果证明了支撑导向块布置的合理性。最后,建立了套管柔性针穿刺实验台,测定了针与仿生组织间的摩擦系数,并对针尖角度的优化结果进行了实验验证;采用ABS塑料制作套管柔性针的实验样针,并进行模拟实验,验证了套管柔性针的弯曲特性。本文主要对套管柔性针的针尖受力及针体弯曲特性两个基本问题进行了研究,对套管柔性针及其穿刺机构进行了优化及创新设计,最后进行了实验验证。为套管柔性针后续的深入研究奠定了理论和实验基础。