本文關(guān)鍵詞：人頭部聲場(chǎng)的分布和強(qiáng)度，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：人頭部疾病的治療方式往往會(huì)引起醫(yī)療界極大的關(guān)注,目前醫(yī)療領(lǐng)域已將超聲波技術(shù)應(yīng)用于人頭部疾病的治療并有著顯著的效果。然而,對(duì)于聲波在人頭部傳播時(shí)會(huì)在顱腔形成怎樣的聲場(chǎng)依然缺乏完整和可靠的信息,直接在人頭部進(jìn)行試驗(yàn)和測(cè)量是十分危險(xiǎn)和困難的。因此,為了推動(dòng)利用超聲治療人頭部疾病的技術(shù)發(fā)展,采用有限元仿真(FEM)的方式來模擬研究人頭部聲場(chǎng)的分布和強(qiáng)度是十分有必要的。本文的主要工作內(nèi)容如下:1.在查閱人頭部基本的尺寸數(shù)據(jù)和材料參數(shù)后,摒棄了傳統(tǒng)工程建模的方式,采用三維動(dòng)畫建模軟件3ds Max創(chuàng)建了人頭部的基本幾何模型,在最大限度逼近人體解剖學(xué)模型的基礎(chǔ)上對(duì)相鄰相似組織進(jìn)行統(tǒng)一化處理。2.將創(chuàng)建好的人頭部幾何模型成功導(dǎo)入有限元計(jì)算軟件COMSOL Multiphysics中,進(jìn)行物理場(chǎng)設(shè)置、材料添加、邊界條件設(shè)定和網(wǎng)格劃分等前期處理,成功轉(zhuǎn)化為有限元計(jì)算模型。3.在人頭部有限元模型上添加外部激勵(lì),改變了激勵(lì)條件,計(jì)算了不同激勵(lì)頻率、激勵(lì)位置、激勵(lì)振幅以及不同尺寸模型下顱腔內(nèi)形成的聲場(chǎng)的分布和顱骨上所產(chǎn)生的應(yīng)力。4.結(jié)合實(shí)際應(yīng)用以及臨床數(shù)據(jù),對(duì)計(jì)算所得到的結(jié)果進(jìn)行分析和討論,得出聲波是通過顱骨的振動(dòng)傳播至顱腔內(nèi),超聲療法對(duì)病變位置位于大腦皮層的疾病會(huì)有很好的治療效果,并且將動(dòng)物頭部實(shí)驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)直接應(yīng)用于人類或?qū)⒊扇祟^部實(shí)驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)直接應(yīng)用于幼兒都是十分不合理的。這種研究方式避免了直接在人頭部實(shí)驗(yàn)所造成的不必要的傷害,并對(duì)模擬計(jì)算過程中得到的聲場(chǎng)分布和強(qiáng)度數(shù)據(jù)做出相應(yīng)的結(jié)論。給今后超聲技術(shù)在治療人頭部疾病的應(yīng)用發(fā)展提供一定的理論幫助。
【關(guān)鍵詞】：聲波 人頭部 聲場(chǎng) 有限元仿真 應(yīng)力
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R454.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 注釋表10-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 選題背景11
• 1.2 超聲技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用11-14
• 1.2.1 超聲的生物學(xué)作用11-12
• 1.2.2 超聲治療技術(shù)發(fā)展的國內(nèi)外現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 超聲技術(shù)應(yīng)用于人頭部疾病的治療13-14
• 1.3 課題的研究意義、目的和內(nèi)容14-16
• 第二章 人頭部生物聲學(xué)的有限元仿真16-22
• 2.1 生物聲學(xué)的相關(guān)知識(shí)16-18
• 2.1.1 聲波基礎(chǔ)16
• 2.1.2 生物聲學(xué)16-18
• 2.2 人頭部的有限元仿真18-20
• 2.2.1 有限元法概述18
• 2.2.2 人頭部的生物聲學(xué)有限元仿真背景18-19
• 2.2.3 有限元計(jì)算軟件的選用19-20
• 2.3 人頭部生物聲學(xué)有限元仿真的物理場(chǎng)分析20-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 第三章 仿真人頭部有限元模型的建立22-32
• 3.1 人體頭部三維模型的構(gòu)建22-26
• 3.1.1 建模軟件的選用23
• 3.1.2 人頭部的尺寸數(shù)據(jù)23-25
• 3.1.3 人頭部基本模型的建立25-26
• 3.2 有限元計(jì)算軟件中幾何模型的導(dǎo)入26-27
• 3.3 有限元模型的前處理27-29
• 3.3.1 有限元模型的材料參數(shù)和邊界條件的設(shè)置28
• 3.3.2 有限元模型的網(wǎng)格劃分28-29
• 3.4 激勵(lì)條件的設(shè)置和剖切面的定義29-30
• 3.4.1 激勵(lì)條件的擬定29-30
• 3.4.2 剖切面的定義30
• 3.5 本章小結(jié)30-32
• 第四章 仿真人頭部聲場(chǎng)分布和顱骨應(yīng)力的有限元計(jì)算32-48
• 4.1 不同激勵(lì)頻率下顱腔內(nèi)聲場(chǎng)的計(jì)算32-36
• 4.2 不同激勵(lì)位置下顱腔內(nèi)聲場(chǎng)的計(jì)算36-40
• 4.2.1 不同位置單個(gè)點(diǎn)激勵(lì)下顱腔內(nèi)聲場(chǎng)的計(jì)算36-37
• 4.2.2 多個(gè)不同位置同時(shí)添加點(diǎn)激勵(lì)下顱腔內(nèi)聲場(chǎng)的計(jì)算37-39
• 4.2.3 面激勵(lì)下顱腔內(nèi)聲場(chǎng)的計(jì)算39-40
• 4.3 不同模型尺寸下顱腔內(nèi)的聲場(chǎng)計(jì)算40-42
• 4.4 顱骨應(yīng)力的計(jì)算42-45
• 4.4.1 不同激勵(lì)位置和激勵(lì)頻率下顱骨上最大應(yīng)力的計(jì)算43-45
• 4.4.2 不同計(jì)算模型尺寸下顱骨上最大應(yīng)力的計(jì)算45
• 4.5 不同激勵(lì)振幅下顱腔內(nèi)的聲場(chǎng)計(jì)算45-47
• 4.6 本章小結(jié)47-48
• 第五章 對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析與討論48-54
• 5.1 分析與討論48-52
• 5.1.1 激勵(lì)頻率對(duì)顱腔內(nèi)聲場(chǎng)的影響48-49
• 5.1.2 激勵(lì)位置對(duì)顱腔內(nèi)聲場(chǎng)的影響49-50
• 5.1.3 模型尺寸對(duì)顱腔內(nèi)聲場(chǎng)的影響50
• 5.1.4 聲波傳播時(shí)在顱骨產(chǎn)生的應(yīng)力50-52
• 5.1.5 激勵(lì)振幅對(duì)顱腔內(nèi)聲場(chǎng)的影響52
• 5.2 本章小結(jié)52-54
• 第六章 總結(jié)與展望54-57
• 6.1 全文總結(jié)54-55
• 6.2 工作展望55-57
• 參考文獻(xiàn)57-61
• 致謝61-62
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文62

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 向軍;王華;曾德平;李悅新;陳偉;鐘珊珊;;相控陣多焦點(diǎn)聲場(chǎng)模式合并大焦域方法[J];重慶醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào);2010年09期

2 易際平;線陣B超的聲場(chǎng)分布[J];生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志;1986年04期

3 丁亞軍;錢盛友;胡繼文;劉暢;;凹球面換能器在多層生物組織中的溫度場(chǎng)仿真[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2011年36期

4 胡繼文;錢盛友;唐詳?shù)?;平面圓振片組合聲源空間聲場(chǎng)分布特性研究[J];聲學(xué)與電子工程;2007年04期

5 江湛;白景峰;余瑛;;應(yīng)用LabVIEW的聚焦聲場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)[J];中國醫(yī)療器械雜志;2014年03期

6 陳杰;李發(fā)琪;曾德平;王琦;曾濤;;通過測(cè)量組織體模瞬時(shí)溫升描述HIFU聲場(chǎng)特征[J];科技導(dǎo)報(bào);2010年08期

7 霍彥明,陳亞珠;柱面換能器聲場(chǎng)在組織中的溫度分布估計(jì)[J];中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào);2001年05期

8 張建琪;;一種簡(jiǎn)易的HIFU聲場(chǎng)測(cè)量輔助工具[J];醫(yī)療裝備;2008年02期

9 ;[J];;年期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陸建萍;王為標(biāo);何世堂;水永安;;表面聲場(chǎng)分布的數(shù)值模擬[A];中國聲學(xué)學(xué)會(huì)2006年全國聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

2 呂君;趙正予;周晨;饒艷;;均勻線陣列非線性聲場(chǎng)分布的二維數(shù)值模擬[A];泛在信息社會(huì)中的聲學(xué)——中國聲學(xué)學(xué)會(huì)2010年全國會(huì)員代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

3 張軍;王月兵;;高頻聚焦球冠陣焦平面聲場(chǎng)分布[A];中國聲學(xué)學(xué)會(huì)2007年青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上）[C];2007年

4 呂君;趙正予;宋楊;;線性陣列的大氣聲場(chǎng)分布的研究[A];2008年全國聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

5 王奇;陳皓;姜學(xué)平;王寅觀;錢夢(mèng)

本文編號(hào)：253174