检索结果-南通市图书馆

上海口腔医学 1994年第1期3卷 30-33页

作者：陈新民赵云凤华西医科大学口腔修复系

作者在研究人牙周韧带的形态结构特点的基础上，应用生物软组织微机图像视频测量系统测试了其拉压力学性质，探讨了牙周韧带形态结构与力学性质的关系，分析了牙周韧带力学性质的非线性和应力应变关系的区域特性及其临床意义。

关键词：牙周韧带体外研究生物力学临床意义生物软组织关系分析作者特点基础

纤维增强非均质材料超弹性本构建模和有限元数值实现

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纤维增强非均质材料超弹性本构建模和有限元数值实现

作者：葛秀斌西南交通大学

学位级别：硕士

纤维增强非均质超弹性材料(血管、肝脏、高分子材料等)因其沿纤维方向独特的力学性能,被广泛应用于生物医疗、材料仿生、柔性电子等众多领域。建立可准确描述此类材料响应的本构模型和模拟方法,不仅可有效地指导产品/结构设计、寿命估... 详细信息

纤维增强非均质超弹性材料(血管、肝脏、高分子材料等)因其沿纤维方向独特的力学性能,被广泛应用于生物医疗、材料仿生、柔性电子等众多领域。建立可准确描述此类材料响应的本构模型和模拟方法,不仅可有效地指导产品/结构设计、寿命估算和可靠性分析,更可为非均质材料失效/破坏机理分析、新型材料合成和性能优化等奠定基础。此类材料的微结构通常较为复杂,且存在明显的尺寸效应和随机因素影响。尽管学者针对此类材料开展了大量的研究,目前尚无统一的本构关系可同时描述材料及由其组成结构的全部响应特性。文献调研发现:部分应变能密度函数因无法满足凸性条件,难以保证解的存在性和唯一性;由于应变度量的限制,仅少部分超弹性模型可用于有限元数值实现,且难以满足变形过程的全部物理要求。因此,建立满足变形过程物理要求、形式简单且便于有限元数值实现的纤维增强非均质材料超弹性本构关系显得尤为重要。本文重点研究了单束纤维增强非均质材料超弹性响应本构建模、模型系数识别和有限元模拟实现,开展的工作包括:(1)基于右Cauchy-Green应变不变量和张量分析,建立了一种描述材料不可压缩性和超弹性力学行为的应变能函数,并进一步推导了第二P-K应力-右Cauchy-Green应变及切线刚度矩阵等的显式表达式;通过理论推导获得了2类极限工况下,单束纤维增强材料超弹性响应的解析解,借助最小二乘原理,提出了超弹性模型参数识别迭代方法;采用已有文献的单束纤维增强材料实验数据,拟合获得了理论模型系数;通过对比分析理论预测结果和实验数据,证明了开发模型的有效性。(2)通过理论推导获得了单束纤维增强材料超弹性响应的控制方程和有限元离散方程,采用MATLAB语言编写了有限元模拟程序;结合实验数据和解析解验证了模拟方法的有效性和开发程序的正确性,为非均质生物软组织超弹性响应模拟奠定了基础。(3)依据猪肝脏组织微结构组成,建立了该软组织的有限元模型;结合不同组成部分的材料特性,采用自主开发的模拟程序分析了拉压工况下组织组成、纤维方向和模型参数对软组织变形和应力分布的影响规律。

关键词：生物软组织超弹性纤维增强材料有限元法本构方程

超声振动辅助软组织穿刺过程中针与组织间摩擦特性研究

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超声振动辅助软组织穿刺过程中针与组织间摩擦特性研究

作者：魏鹏鹏山东大学

学位级别：硕士

近年来,恶性肿瘤已成为我国居民生命健康安全的头号杀手,恶性肿瘤的准确诊断对于预防和早期治疗都有着重要作用。目前,肿瘤的最终诊断仍然是细胞病理学分析,即取出疑似病变组织进行细胞病理学分析,诊断是否为恶性肿瘤。手术取样方法造... 详细信息

近年来,恶性肿瘤已成为我国居民生命健康安全的头号杀手,恶性肿瘤的准确诊断对于预防和早期治疗都有着重要作用。目前,肿瘤的最终诊断仍然是细胞病理学分析,即取出疑似病变组织进行细胞病理学分析,诊断是否为恶性肿瘤。手术取样方法造成的创伤大、费用高,有时受病人身体状况限制不能实施,与此相比,穿刺活检取样方法操作方便,创伤更小,恢复更快,继发症更少。虽然穿刺活检具有诸多优点,但对医疗人员技术水平要求极高,加之目前活检取样装置落后,致使活检取样效率和精度较低。造成穿刺活检效率和精度较低的原因主要是取样过程中的切削阻力及摩擦力的作用引起的组织变形和活检针弯曲变形,因此减小穿刺过程中的切削阻力及摩擦力将有效提高活检取样精度和效率。本文以超声振动辅助组织取样过程中的摩擦力为研究对象,探究超声振动对取样过程摩擦力影响规律和减小摩擦力措施,研究成果对提高穿刺活检效率和精度具有十分重要意义。本文简要介绍了超声振动和摩擦学基础理论知识,并重点介绍了三种动态摩擦模型。将超声振动引入LuGre动态摩擦模型中并进行理论推导,得到了超声振动动态摩擦模型。该动态摩擦模型表明:摩擦力随超声振动频率、振幅的增大而减小;超声振动减小了穿刺过程中的库伦摩擦力,而对粘滞力没有影响;穿刺过程中的摩擦力与速度相关,速度增大,摩擦力线性增大。对无振动及附加超声振动两种情况的穿刺活检过程进行了运动学理论分析,理论分析结果表明:无振动时,活检针在穿刺过程中不会发生回退现象;附加超声振动后,当进给速度小于超声振动速度时,活检针在穿刺过程中会产生回退现象。自行设计制造了超声振动系统。对每种频率振子的振幅与电压的实际关系进行了实验测量,并绘制了振幅—电压曲线。该关系曲线显示:不同频率振子的振幅随电压增大基本成线性增大,增大速度随频率的增大而减小。搭建了超声振动对软组织穿刺过程中的摩擦特性影响实验台,设计了超声振动夹持装置、组织切削进给系统及数据采集系统。以猪肝和明胶为实验材料,通过实验验证了超声振动振幅对穿刺活检过程中摩擦力的影响。实验结果表明,超声振动振幅对新鲜猪肝和明胶两种材料具有相同的影响规律,即穿刺过程中的摩擦力都随振幅的增大而减小,且基本呈指数为-1的幂函数特性减小,从而证明了超声振动动态摩擦模型的正确性。以新鲜猪肝和明胶假体为实验对象,研究了超声振动频率对穿刺活检过程中摩擦力的影响。猪肝和明胶假体两种材料得到相似实验结果,即:附加超声振动后摩擦力大幅减小,随着振动频率增大摩擦力减小缓慢,通过拟合穿刺过程摩擦力数据得到了摩擦力与振动频率关系曲线,关系曲线显示,穿刺过程摩擦力随超声振动频率增大基本呈指数为负的幂函数特性减小。超声振动频率对穿刺过程摩擦力影响规律实验结果与理论分析结论基本一致。设计实验研究了穿刺速度对超声振动辅助穿刺过程中摩擦力的影响。利用Origin软件处理实验数据并绘制了摩擦力与速度关系曲线,关系曲线显示,是否附加超声振动,穿刺过程中的摩擦力均随穿刺速度的增大而线性增大,超声振动频率为30KHz时,其增大的速度随振幅的增大而降低,超声振动频率为40KHz时与30KHz时具有相同规律。通过设计正交实验研究了超声振动频率、振幅、穿刺速度对穿刺过程中摩擦力的影响规律。利用制表极差分析法和软件Minitab极差分析法分析实验数据,新鲜猪肝和明胶两种材料得到相同的分析结果,即:摩擦力随振动频率、振幅的增大而减小,随穿刺速度的增大而增大,且穿刺速度对穿刺过程中的摩擦力影响最大,振幅次之,振动频率影响最小,从而得到了超声振动辅助穿刺过程最小摩擦力的最优参数组合,即最小穿刺速度,最大振幅及最大振动频率。

关键词：穿刺活检摩擦力生物软组织超声振动穿刺速度参数优化

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手术缝合线—软组织界面摩擦行为研究

手术缝合线—软组织界面摩擦行为研究

作者：张力西南交通大学

学位级别：硕士

随着医疗科技的不断进步,微创外科手术不断地向自动化、智能化方向发展。微创手术缝合操作是一项繁琐、耗时和复杂的工作,缝合的效率直接影响着整个手术的成败。手术缝合操作可分为缝合、打结两个动作。在缝合过程中,手术缝合线与生物... 详细信息

随着医疗科技的不断进步,微创外科手术不断地向自动化、智能化方向发展。微创手术缝合操作是一项繁琐、耗时和复杂的工作,缝合的效率直接影响着整个手术的成败。手术缝合操作可分为缝合、打结两个动作。在缝合过程中,手术缝合线与生物软组织界面的摩擦特性严重影响着手术缝合效率,而在打结过程中,结的可靠性主要受到缝合线与缝合线界面摩擦性能的影响。本文模拟手术缝合打结操作,研究了不同手术操作参数和缝合线设计参数对其摩擦性能的影响。开展的主要工作和相关结论如下:模拟手术打结操作,利用生物力学试验机（型号:HY0580）研究了载荷、缝合线表面结构和速度对缝合线-缝合线界面的摩擦特性的影响。实验结果表明:缝合线的摩擦性能受到载荷和缝合线表面结构影响,而与缝合线移动速度无关。随着载荷的增大,线-线界面摩擦力增大。单丝结构和表面涂层可以有效的降低缝合线的表面粗糙度,从而减小缝合线的摩擦力。模拟手术缝合操作,以CETR多功能摩擦磨损试验机为实验装置主体,建立了缝合线法向加载的单方向缝合线-软组织表面滑动模型。以人造皮肤、猪肌肉、猪肝脏三种组织为实验样品,复丝缝合线（丝线）、单丝缝合线（聚丙烯缝合线）和有涂层复丝缝合线（聚乳糖酸910缝合线）三种不同表面结构的缝合线为实验对象,将法向载荷分别置为0.1 N到0.5 N,滑移速度分别置为5 mm/s到25 mm/s进行了手术缝合线-生物软组织界面摩擦实验。实验结果表明:1.缝合线-生物软组织界面的摩擦系数随着法向载荷的增大而减小,随着滑移速度的增大而增大。这主要与软组织的非线性粘弹性性能和变形滞后性能有关。2.缝合线的表面涂层和单丝涂层可以降低表面粗糙度和表面吸附性能,从而有效的降低缝合线-软组织界面的摩擦系数。3.相比于人造皮肤,猪肝脏和猪肌肉中存在这大量的生物液体（组织液、血液）可对缝合线-软组织界面起到润滑作用,从而降低界面的粘附摩擦系数。

关键词：手术缝合线生物软组织摩擦特性缝合线表面结构缝合速度

On determination of the damping factor of linear viscoelastic materials using dynamic indentation:a theoretical study

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Science China(Physics,Mechanics & Astronomy) 2011年第4期54卷 598-605页

作者： CAO YanPing JI XiangYing FENG XiQiao Applied Mechanics Lab Department of Engineering Mechanics Tsinghua University Beijing 100084 China

In this study,we theoretically investigate the dynamic indentation for measuring the loss (damping) factor of a linear viscoelastic material from its indentation response.A rigid indenter with arbitrary tip profile is assumed to indent into a viscoelastic substrate with arbitrary shape.We perform a theoretical analysis and identify the conditions under which the loss factor of the material can be determined from the phase angle between the applied harmonic indentation load and the corresponding harmonic displacement,a directly measurable quantity in a dynamic indentation test.To validate the conclusion drawn from our theoretical analysis,a series of numerical experiments are performed,including the spherical indentation of a soft layer with irregular surface morphology bonded to a rigid substrate,a conical indenter with tip defects indenting into a half-spherical particle,and the indentation of porous materials.This study may facilitate the use of the dynamic indentation technique to evaluate the damping properties of linear viscoelastic materials,including some advanced polymers and biological soft tissues.

关键词：粘弹性材料压痕试验材料阻尼线性测定不规则表面生物软组织响应因子

铸刀不误砍柴功──记获得国家发明奖的第三军医大学在职博士研究生成海平

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学位与研究生教育 1994年第2期 53-54页

作者：贾昭衡解放军第三军医大学政治教研室

铸刀不误砍柴功──记获得国家发明奖的第三军医大学在职博士研究生成海平贾昭衡谁能想到，蔫蔫巴巴、朴朴实实的成海平，选择博士研究课题，竟啃了一块国际医学上闻名的硬骨头。以往，人们对人体软组织的力学研究，都是离体测试，也就... 详细信息

铸刀不误砍柴功──记获得国家发明奖的第三军医大学在职博士研究生成海平贾昭衡谁能想到，蔫蔫巴巴、朴朴实实的成海平，选择博士研究课题，竟啃了一块国际医学上闻名的硬骨头。以往，人们对人体软组织的力学研究，都是离体测试，也就是从受试动物身上切下有关组织进行实...

关键词：第三军医大学博士研究生发明奖工程力学实验室电容器力学试验机生物软组织活体状态起重机

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应用超声多普勒对软组织弹性成像的研究

应用力学学报 1999年第3期16卷 7-14页

作者：李仰梅甄斌万明习西安交通大学西安710049

超声弹性估计与成像有可能成为生物软组织病变诊断的新技术。本文提出采用仿体外加低频振动与超声多普勒检测及成像相结合的方法，对均匀及非均匀仿体进行声弹性成像，以波动方程和彩色超声多普勒成像原理为基础，给出了组织振动幅度、... 详细信息

超声弹性估计与成像有可能成为生物软组织病变诊断的新技术。本文提出采用仿体外加低频振动与超声多普勒检测及成像相结合的方法，对均匀及非均匀仿体进行声弹性成像，以波动方程和彩色超声多普勒成像原理为基础，给出了组织振动幅度、速度和调制参数β的估算公式。初步的仿体实验结果表明软组织振动公式与超声弹性图吻合得很好，超声弹性成像比传统Ｂ超更能明显区分弹性模量变化的区域。这些研究对定位与诊断声阻抗及声散射特性差异不明显的小区域病变组织有很好的应用前景。

关键词：超声多普勒成像声弹性成像生物软组织

基于X射线相衬CT的微脉管三维成像研究进展

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生命科学仪器 2021年第5期19卷 4-14页

作者：吕文娟辛晓红胡春红天津医科大学生物医学工程与技术学院天津300070

组织内的微脉管形态变化被认为是多种疾病进展中最重要的病理生理学特征之一。X射线相衬CT(X-ray phase-contrast computed tomography,PCCT)利用X射线穿过物体时引起的相位变化作为成像衬度,它能够在不注射造影剂的情况下高分辨率地呈... 详细信息

组织内的微脉管形态变化被认为是多种疾病进展中最重要的病理生理学特征之一。X射线相衬CT(X-ray phase-contrast computed tomography,PCCT)利用X射线穿过物体时引起的相位变化作为成像衬度,它能够在不注射造影剂的情况下高分辨率地呈现生物软组织内的三维(three-dimensional,3D)微脉管结构,并可通过精准的3D定量评估进一步揭示疾病进程中微脉管系统的适应性改变。本文综述了近年来相衬CT技术在肝脏、大脑、脊髓、肾脏和肺等软组织的微脉管系统成像中的研究进展,并总结了各疾病模型中与脉管异常相关的病理变化,为微脉管系统的3D可视化和定量分析提供了新的显微影像学检查工具。

关键词：微脉管 X射线相衬CT 三维成像生物软组织显微影像