鑒于微創(chuàng)夾持器械與軟組織接觸界面的交互作用機理尚不明確,進而影響微創(chuàng)夾持器械的優(yōu)化設計,本文利用有限元軟件ABAQUS模擬了開窗鉗頭與豬肝臟組織的接觸過程,并在多功能摩擦磨損試驗機（UMT-Ⅱ）上模擬微創(chuàng)手術中的組織夾持牽引操作,研究了鉗頭與豬肝臟組織間的摩擦學行為,分析了鉗頭-軟組織摩擦接觸機制,并基于鉗頭與組織間的夾持應力分布數(shù)值模擬結果,探討了不同的腹腔鏡開窗鉗頭與肝臟組織的相互作用行為及其夾持穩(wěn)定性,為新型微創(chuàng)夾持器械的研發(fā)設計提供了相應的理論支持。主要的研究工作及結論如下:在ABAQUS中,建立了鉗頭-肝臟組織的有限元接觸模型。通過有限元計算,分析了各個鉗頭與肝臟組織在接觸過程中的應力分布狀態(tài),結果表明:在鉗頭的夾持過程中,載荷在鉗頭與肝臟組織之間是非均勻分配的,肝臟組織與鉗頭棱角接觸的位置接觸應力較大,越靠近兩端轉角的位置,接觸應力越大,在轉角位置處達到最大值;開窗鉗頭與無開窗鉗頭相比,在夾持組織的過程中,開窗邊緣存在應力集中現(xiàn)象,相較于鉗頭邊緣,開窗邊緣的應力較小;各個鉗頭的最大法向接觸應力均出現(xiàn)在鉗頭邊緣轉角處。實驗測定了不同開窗鉗頭-軟組織接觸滑動過程中的摩擦特性,建... 

【文章來源】：西南交通大學四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 微創(chuàng)外科器械
        1.1.1 微創(chuàng)外科手術介紹
        1.1.2 微創(chuàng)手術夾持器械介紹
        1.1.3 手術機器人系統(tǒng)
    1.2 腹腔鏡微創(chuàng)手術器械前端-軟組織交互作用
        1.2.1 腹腔鏡微創(chuàng)手術操作中的器械前端-生物軟組織接觸行為
        1.2.2 器械作用下的軟組織力學響應
        1.2.3 器械-軟組織交互作用有限元模擬
        1.2.4 新型微創(chuàng)夾持器械
    1.3 選題意義及研究內容
        1.3.1 選題意義
        1.3.2 研究內容
第2章 實驗材料與方法
    2.1 簡介
    2.2 實驗材料
        2.2.1 肝臟組織
        2.2.2 開窗鉗頭設計
    2.3 實驗設備
        2.3.1 滑動實驗設備
        2.3.2 夾持實驗設備
    2.4 實驗方法及數(shù)據分析
        2.4.1 滑動實驗方法及數(shù)據分析
        2.4.2 活體兔肝臟夾持實驗方法及數(shù)據分析
    2.5 本章小結
第3章 開窗鉗頭與軟組織接觸數(shù)值模擬分析
    3.1 簡介
    3.2 有限元法
        3.2.1 有限元法基本原理與基本思想
        3.2.2 有限元軟件ABAQUS及其分析流程
    3.3 鉗頭-肝臟組織實體模型的建立
    3.4 鉗頭-肝臟組織有限元模型建立
        3.4.1 模型簡化
        3.4.2 材料屬性的定義、單元類型選取以及網格劃分
        3.4.3 定義接觸對
    3.5 力加載和邊界條件
    3.6 有限元分析結果
    3.7 接觸界面正應力分析
    3.8 本章小結
第4章 開窗腹腔鏡鉗頭夾持牽引肝臟組織的穩(wěn)定性研究
    4.1 實驗簡介
    4.2 不同因素對開窗腹腔鏡夾鉗夾持穩(wěn)定性的影響
        4.2.1 牽引過程中的摩擦學行為
        4.2.2 開窗類型對夾持穩(wěn)定性的影響
        4.2.3 開窗數(shù)量對夾持穩(wěn)定性的影響
        4.2.4 開窗鉗頭的接觸系數(shù)對夾持穩(wěn)定性的影響
    4.3 活體兔肝臟夾持實驗結果
    4.4 本章小結
結論與展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文以及參研項目


【參考文獻】：
期刊論文
[1]3D打印在醫(yī)療器械領域的應用現(xiàn)狀及展望[J]. 王安琪,馮曉明,楊昭鵬,王春仁.  中國醫(yī)療器械信息. 2014(08)
[2]單孔腹腔鏡手術器械研究的最新進展[J]. 程小麗,宋成利.  中國組織工程研究與臨床康復. 2011(25)
[3]達芬奇手術機器人系統(tǒng)介紹及應用進展[J]. 杜祥民,張永壽.  中國醫(yī)學裝備. 2011(05)
[4]國內首例經自然腔道內鏡手術（NOTES）——經陰道內鏡膽囊切除術[J]. 牛軍,宋煒,劉恩宇,房向紅,江四峰,孔祥健,陳瑞平,樊薇,牛衛(wèi)博,彭程,林鵬飛,洪建國,徐克森,壽楠海.  中國現(xiàn)代普通外科進展. 2009(05)
[5]如何看待高新技術的引進和應用——從衛(wèi)生部達芬奇手術機器人系統(tǒng)技術評估會引發(fā)的聯(lián)想[J]. 楊國忠.  中國醫(yī)療設備. 2009(01)
[6]21世紀的微創(chuàng)外科與微創(chuàng)醫(yī)學[J]. 曹月敏,王蘭輝.  中國微創(chuàng)外科雜志. 2008(01)
[7]軟組織的生物力學特性[J]. 曾衍鈞,許傳青,楊堅,徐小虎.  中國科學G輯:物理學、力學、天文學. 2003(01)
[8]微創(chuàng)觀念與微創(chuàng)外科[J]. 姜洪池,代文杰.  中華外科雜志. 2002(01)

博士論文
[1]微創(chuàng)手術鉗頭界面評價方法研究[D]. 李偉正.中南大學 2014

碩士論文
[1]腹腔鏡夾鉗—軟組織界面夾持行為研究[D]. 蔡承默.西南交通大學 2016



本文編號：3447672