本文關(guān)鍵詞：軟組織針穿刺過程的有限元建模及實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：針穿刺以其微創(chuàng)、安全和恢復(fù)快等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于活檢、局部麻醉和腫瘤消融等手術(shù)。針穿刺過程中手術(shù)人員的穿刺經(jīng)驗(yàn)對(duì)穿刺的精度和成功率有重要影響。但是,目前國內(nèi)的穿刺手術(shù)訓(xùn)練方式過于簡(jiǎn)單,使用與真實(shí)組織性質(zhì)完全不同的材料進(jìn)行穿刺實(shí)驗(yàn),不能很好地滿足訓(xùn)練效果。因此,設(shè)計(jì)一個(gè)虛擬針穿刺系統(tǒng)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。針對(duì)已有耦合模型的特點(diǎn),本文采用理論分析和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,構(gòu)建了針-組織耦合模型�；诖┐虒�(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),本文建立統(tǒng)一的穿刺力模型,并定義真實(shí)穿刺過程中作用力力分量以配合耦合模型。最后,驗(yàn)證有限元模型的合理性,并提出針對(duì)不同穿刺過程的通用的參數(shù)標(biāo)定方案。在耦合模型建立方面,本文將“再定位”和“網(wǎng)格重構(gòu)法”中的針節(jié)點(diǎn)思想應(yīng)用到局部約束法中,使得模型迭代過程避免突變現(xiàn)象的發(fā)生,同時(shí)能保證運(yùn)算的實(shí)時(shí)性要求。在具體建模方面,針對(duì)不同穿刺過程約束條件的不同,獲得各穿刺階段下的方程解。在統(tǒng)一穿刺力模型方面,設(shè)計(jì)了6組實(shí)驗(yàn)對(duì)比生物組織與人造假體的性質(zhì),在驗(yàn)證耦合模型假設(shè)的同時(shí)分析了穿刺力的特點(diǎn)。最后,結(jié)合耦合模型中對(duì)作用力分類,分析實(shí)際穿刺過程中作用力分量的特點(diǎn)并建立模型。在參數(shù)標(biāo)定過程中,通過參數(shù)物理意義以及對(duì)仿真過程的影響,選擇合適的標(biāo)定參數(shù)。本文基于多元線性回歸模型,分析了仿真輸出對(duì)各個(gè)參數(shù)的敏感性,并將模型參數(shù)標(biāo)定過程轉(zhuǎn)化為一個(gè)優(yōu)化過程。將優(yōu)化結(jié)果視為初始值,在該值附近分析變量對(duì)結(jié)果的影響,從進(jìn)一步修正變量完成標(biāo)定。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R446.8

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1 Ashbaugh D.;龍寶光;;鎖骨下靜，

本文編號(hào)：1167607