肝脏组织的生物力学特性的测定和有限元仿真的答辩ppt.pptxVIP

肝脏组织的生物力学特性的测定和有限元仿真学院：电子信息工程专业：生物医学工程辩论人：指导老师：

目录content绪论引言研究思路与方法研究结果研究结论

01PARTONE绪论引言

课题来源针穿刺手术是现代临床医学一个重要的组成局部虚拟手术系统是通过计算机来模拟技术来创立和感知虚拟世界的虚拟现实技术在现代医学中的应用。多种虚拟手术训练系统基于虚拟手术的针穿刺模拟愈发重要

02研究现状〔国外〕有限元法离散多个单元,各个单元通过其边界相互连接,通过求解一个有限问题来确定问题的无限解质点一弹簧法与有限元法类似，其主要思路是用质点把仿真对象进行离散化，不同之处在于连接不同质点的不是单元边界而是一个个符合线性弹性模型的弹簧

02研究现状〔国内〕BDAC1234近年来，随着国内对生物医学工程的资源投入。国内对软组织穿刺建模仿真的研究越来越多。2011年，孙银山、吴冬梅基于实验数据建立了猪肝的进针力模型，为实现机器人肝脏穿刺手术中的进针控制和手术平安提供重要依据。2014年，郑海洋、邓双成等人基于传统运动学和李群李代数理论使用现代DH法建立了一种机器人运动学模型，对医学穿刺机器人进行仿真实验验证，研究结果证明李群运动学模型的正确性。2015年，杜海燕、张永德等将针穿刺软组织视为准静态过程，进行离散化后建立针-组织相互作用模型。精准的预测了针尖位置为穿刺路径规划提供理论依据。2016年，林家庆、李成刚。针对预穿刺过程中活检针的受力变化难以分析的现状,提出了一种修正Kelvin模型,对预穿刺过程中活检针的受力特点进行建模分析。

03存在问题???国内研究主要围绕力学模型的建立和算法的优化展开，基于有限元的穿刺过程仿真并不多用于有限元环境下表达生物软组织力学特性的新属性材料的提出虽然有迫切的现实需求却少有涉及12

02PARTTWO研究思路与方法

02研究思路在软组织力学特性的根底上基于模型特征建立了针穿刺力一组织形变的力学模型。通过对新鲜猪肝脏的拉伸实验获得真实肝脏数据Idea在有限元仿真软件ANSYS中建立仿真模型验证有限元法运用于软组织形变的可行性。

02研究方法生物力学机力学特性曲线肝脏

02研究思路和方法力学特性曲线MATLB弹性模量

02研究方法ANSYS弹性模量仿真结果

03PARTFORE研究结果

03研究结果0s到2.5e-3s，穿刺针开始接触肝脏，组织软组织开始发生形变在5.0e-3s到5.5e-3s时，应力发生突降，此时刻为穿刺临界时刻5.5e-3s之后，应力又恢复到逐渐上升的过程，趋于稳定。应力曲线图

03研究结果〔a〕刺入前〔b〕刺入后刺破前后比照

04PARTSIX研究结论

04研究结论010203与真实穿刺试验相比，本文通过有限元仿真所获得的力学曲线虽略有粗糙却同样能表现穿刺过程受力的大致变化，即一个“上升----骤降----再上升”的过程。在使用有限元建模时，所选模型往往构造简单，力学特性稳定，并不能很好的模拟真实生物组织力学特性对模型的离散化程度直接影响了所获得数据的准确性，离散化程度越高，网格越小，两个模型之间的接触也越好，所获得的曲线也越精细。

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