腦深部刺激手術的成功率很大程度上取決于手術醫(yī)師的熟練度和技巧,手術過程缺乏穿刺理論指導,且腦組織內(nèi)部不可透視,穿刺設備對腦組織造成的影響在現(xiàn)實中很難研究,手術醫(yī)師需要力學知識的引導。針對以上問題,本文結合實際手術條件,對手術過程進行了仿真模擬,對穿刺設備和腦組織之間的交互作用進行了研究。參考標準人頭頸部斷層掃描圖譜,創(chuàng)建了各部分腦組織的立體模型,規(guī)劃了顱內(nèi)最佳穿刺路徑;分析了腦組織刺破前/后套管針對腦組織的作用形式,對腦組織刺破過程進行了仿真分析,揭示了腦組織刺破機理;對穿刺路徑上的腦組織進行了解剖學測量,得到了各部分腦組織厚度,建立了腦組織穿刺區(qū)域簡化模型并對套管針進針進行了仿真研究,證明了該過程不會對靶點中心位置產(chǎn)生影響;建立了電極-腦組織動力學模型,對探測電極進針、抽針和刺激電極進針過程進行了仿真模擬,得出了手術過程靶點位移準確數(shù)據(jù);分析和總結了電極下移的數(shù)據(jù)和原因,建立了刺激電極-腦組織靜力學有限元模型并對電極下移過程進行了仿真模擬,總結得出了電極下移量和丘腦底核下移量的聯(lián)系和規(guī)律。利用mimics軟件蒙版編輯功能實現(xiàn)了白質(zhì)和灰質(zhì)蒙版的分離,建立了腦組織有限元基礎模型。參考了神... 

【文章來源】：煙臺大學山東省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

腦深部刺激手術原理圖

第一章緒論4SilviaBudday等[32]對新鮮的離體牛腦組織進行了一系列的壓痕松弛實驗，并采用不同直徑的壓頭，直徑分別為0.75mm、1.00mm、1.25mm和1.50mm；對牛腦組織灰質(zhì)和白質(zhì)組織進行了區(qū)分，研究證明在五天時間范圍內(nèi)對保存完好并補充水分的牛腦組織不會出現(xiàn)明顯的機械性能改變；白質(zhì)平均模量為1.895kPa±0.592kPa，平均比灰質(zhì)硬39％，灰質(zhì)平均模量為1.389kPa±0.289KPa，區(qū)域差異性較大。圖1-2為作者擬合出的灰質(zhì)和白質(zhì)的剪切松弛模量變化曲線：其中，黑色曲線為平均值，灰色區(qū)域為標準差。G.summer等人[33]分別對真實的人腦的胼胝體(CC)、放射冠(CR)、基底神經(jīng)節(jié)(BG)和皮層(c)進行了分區(qū)域的組織力學實驗，通過一系列剪切壓縮和拉伸實驗表明，人腦組織為非線性粘彈性材料；通過數(shù)據(jù)測試，比較了五種常用的非線性本構模型，分別為neo-Hookean,、MooneyRivlin,、Demiray、GentandOgden，結果證明只有單項Ogden模型能很好的表征復合載荷下的超彈性模型，本構模型為：2321/)3(2Ogd（1-1）圖1-2灰質(zhì)和白質(zhì)的剪切松弛模量變化曲線[32]表1-1三階Prony級數(shù)參數(shù)值[31]

第一章緒論6CharlotteA.Guertler等人[35]對豬腦組織分別進行了體內(nèi)和體外兩種情況下的磁共振彈性成像處理，該技術是將設備獲取的材料彈性信息轉換成人類可以識別的彩色圖像，多應用于組織病變分析。該研究分別用80Hz、100Hz和125Hz頻率對豬腦組織進行測量，分別揭示了腦組織的粘彈性行為，并說明活體大腦組織比離體樣本更硬。圖1-4為實驗獲得的材料信息光譜圖。1.2.2腦組織建模研究現(xiàn)狀隨掃描技術的發(fā)展，顱腦有限元模型已越來越接近真實，目前接近真實解剖結構的顱腦有限元模型多應用于碰撞損傷分析中。建立的模型一般都包括顱骨、腦脊液，灰質(zhì)和白質(zhì)，模型建立基于顱腦骨窗掃描圖，腦組織及內(nèi)部核團不會很精確，圖1-3應力曲線和非線性粘彈性模型[34]圖1-4豬腦材料信息光譜圖[35]

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]腦深部刺激微電極穿刺灰白質(zhì)仿生組織研究[D]. 李麗紅.山東大學 2016
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本文編號：3358051