本文關(guān)鍵詞：活檢針幾何建模與穿刺力研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展,微創(chuàng)穿刺手術(shù)被廣泛應(yīng)用于臨床實(shí)踐中,作為微創(chuàng)穿刺手術(shù)的必備工具,活檢針在組織取樣、局部近距離放射性治療和機(jī)器人輔助穿刺技術(shù)等臨床治療中都起到了重要作用。然而在活檢針的穿刺過(guò)程中,由于缺少對(duì)針尖切削外形的分析和穿刺力學(xué)模型研究,造成活檢針對(duì)目標(biāo)組織的定位不準(zhǔn)確,最終導(dǎo)致臨床手術(shù)的成功率大大降低。因此深入分析活檢針尖的幾何外形,并建立準(zhǔn)確有效的穿刺力學(xué)模型成為當(dāng)前研究的重點(diǎn)課題。本文首先對(duì)活檢針的外形進(jìn)行幾何建模分析,推導(dǎo)得出針尖切削參數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式,探討了不同活檢針的傾斜角和刀前角隨切削刃的分布變化特點(diǎn),進(jìn)而揭示了針尖切削參數(shù)對(duì)活檢針切削性能的影響規(guī)律。通過(guò)對(duì)活檢針與組織的穿刺作用特點(diǎn)進(jìn)行分析,將組織穿刺過(guò)程分為組織接觸變形階段和組織斷裂階段,為了研究組織接觸變形階段中活檢針的受力特點(diǎn),建立活檢針的接觸力學(xué)模型,推導(dǎo)得出活檢針的接觸受力表達(dá)式,揭示了活檢針的接觸受力隨組織剪切模量,針形的傾斜角和平面數(shù)的變化特點(diǎn),綜合多方面因素對(duì)針尖切削參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化;同時(shí)研究了組織斷裂階段中活檢針沿穿刺方向的受力問(wèn)題,將活檢針的穿刺力分為摩擦力、切割力和擠壓力,并對(duì)各個(gè)分力進(jìn)行建模分析;根據(jù)能量守恒定律對(duì)組織斷裂過(guò)程中活檢針的切削效率進(jìn)行分析。最后,利用穿刺實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)試驗(yàn)硅膠組織進(jìn)行穿刺實(shí)驗(yàn)分析,通過(guò)提取組織接觸階段活檢針的受力數(shù)據(jù),對(duì)接觸理論模型進(jìn)行驗(yàn)證分析;利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得到活檢針單位面積擠壓力的數(shù)學(xué)表達(dá)式,通過(guò)對(duì)比分析驗(yàn)證了組織斷裂階段穿刺力模型的可行性。本研究深入探討了活檢針的幾何外形特點(diǎn),并對(duì)穿刺過(guò)程中活檢針的穿刺力進(jìn)行建模分析,為臨床診治過(guò)程中針尖切削性能的改善與目標(biāo)組織的準(zhǔn)確定位提供了理論依據(jù);文中對(duì)多平面對(duì)稱針進(jìn)行接觸受力分析,擴(kuò)展了多平面對(duì)稱體的接觸分析理論。該研究對(duì)于組織與活檢針穿刺機(jī)理的分析具有重要的的參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：微創(chuàng)穿刺手術(shù) 活檢針 幾何模型 接觸模型 穿刺力
【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)】：R446.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 注釋表13-14
• 縮略詞14-15
• 第一章 緒論15-23
• 1.1 研究背景和意義15-19
• 1.1.1 研究背景15-16
• 1.1.2 活檢針在臨床實(shí)踐中的應(yīng)用16-18
• 1.1.3 研究目的及意義18-19
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-21
• 1.2.1 活檢針切削外形的研究現(xiàn)狀19-20
• 1.2.2 活檢針穿刺力的研究現(xiàn)狀20-21
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容21-23
• 第二章 活檢針的幾何建模與切削參數(shù)分析23-34
• 2.1 引言23
• 2.2 單斜面針的幾何建模分析23-26
• 2.2.1 針尖切削角度與參考坐標(biāo)平面23-24
• 2.2.2 刃傾角的建模分析24-25
• 2.2.3 刀前角的建模分析25-26
• 2.3 多平面對(duì)稱針尖切削刃的幾何建模分析26-30
• 2.3.1 針尖切削刃的分布26-27
• 2.3.2 直線切削刃切削角度的研究27-28
• 2.3.3 曲線切削刃切削角度的研究28-30
• 2.4 平面不對(duì)稱針尖切削刃構(gòu)型分析30-32
• 2.4.1 針尖切削刃的分布30-31
• 2.4.2 針尖切削角度的分析31-32
• 2.4.3 針尖切削參數(shù)隨轉(zhuǎn)角的分布特點(diǎn)32
• 2.5 本章小結(jié)32-34
• 第三章 活檢針的穿刺力建模分析34-52
• 3.1 引言34
• 3.2 組織穿刺過(guò)程分析34-35
• 3.3 活檢針接觸模型的建立與分析35-46
• 3.3.1 圓錐針與彈性組織的接觸受力分析35-37
• 3.3.2 平面對(duì)稱針與彈性組織的相互作用分析37-38
• 3.3.3 多平面對(duì)稱針接觸建模分析38-41
• 3.3.4 法向力的影響規(guī)律分析41-43
• 3.3.5 活檢針切削參數(shù)優(yōu)化43-46
• 3.4 組織斷裂階段的穿刺力建模與分析46-50
• 3.4.1 摩擦力建模47-48
• 3.4.2 切割力建模與分析48-49
• 3.4.3 擠壓力分析49-50
• 3.4.4 穿刺力做功與切削效率分析50
• 3.5 本章小結(jié)50-52
• 第四章 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建與穿刺驗(yàn)證分析52-73
• 4.1 引言52
• 4.2 穿刺實(shí)驗(yàn)平臺(tái)52-55
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)硬件設(shè)備52-54
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)軟件系統(tǒng)54-55
• 4.3 實(shí)驗(yàn)組織分析55-59
• 4.3.1 硅膠組織簡(jiǎn)介55-56
• 4.3.2 粘彈性組織分析56-59
• 4.4 穿刺實(shí)驗(yàn)分析59-60
• 4.4.1 穿刺實(shí)驗(yàn)步驟59
• 4.4.2 活檢針的穿刺受力特點(diǎn)59-60
• 4.5 活檢針的接觸受力驗(yàn)證分析60-64
• 4.5.1 剪切模量對(duì)法向力的影響61
• 4.5.2 傾斜角對(duì)法向力的影響61-62
• 4.5.3 平面數(shù)對(duì)法向力的影響62-64
• 4.6 組織斷裂階段穿刺力的驗(yàn)證與分析64-72
• 4.6.1 穿刺影響因素分析64-67
• 4.6.2 穿刺力分析與驗(yàn)證67-71
• 4.6.3 切削效率的對(duì)比分析71-72
• 4.7 本章小結(jié)72-73
• 第五章 總結(jié)與展望73-75
• 5.1 工作總結(jié)與創(chuàng)新點(diǎn)73-74
• 5.2 不足與展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-80
• 致謝80-81
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文81

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本文編號(hào)：430853