本文關(guān)鍵詞：腦組織力學(xué)性能的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：生物軟組織力學(xué)性能是力學(xué)、醫(yī)學(xué)、材料等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。腦組織是人體中最神奇,同時(shí)又是最軟、最脆弱的器官。由于撞擊引起的外傷性腦損傷是導(dǎo)致死亡或嚴(yán)重殘疾的主要原因之一,例如,日常生活中磕碰、跌落、車(chē)禍等事故。大腦在撞擊過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生壓縮、拉伸、剪切變形,導(dǎo)致腦組織損傷。為了發(fā)展有效可靠的防護(hù)和預(yù)測(cè)措施,需要準(zhǔn)確地測(cè)試腦組織的力學(xué)性能,以建立合適的設(shè)計(jì)和分析模型。另外,隨著自動(dòng)化技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展,也需要基于腦組織力學(xué)性能給出的理論分析模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)腦組織在外力作用下應(yīng)力和應(yīng)變的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。本文在調(diào)研國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,圍繞著“腦組織的力學(xué)性能”這個(gè)問(wèn)題展開(kāi)分析和研究。鑒于腦組織白質(zhì)和灰質(zhì)混合試件并不能準(zhǔn)確的反映腦組織的力學(xué)性能,利用自行研制的微創(chuàng)醫(yī)用往復(fù)切割裝置制備純白質(zhì)、灰質(zhì)試件。探究白質(zhì)和灰質(zhì)在力學(xué)性能上的區(qū)別。主要內(nèi)容如下：對(duì)腦組織白質(zhì)和灰質(zhì)進(jìn)行系列拉伸、壓縮和拉伸-松弛試驗(yàn),結(jié)果顯示白質(zhì)和灰質(zhì)在拉伸試驗(yàn)和壓縮試驗(yàn)中的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系均具有較強(qiáng)的率相關(guān)性且白質(zhì)的彈性模量高于灰質(zhì)(應(yīng)變率0.025/s)。在拉伸-松弛試驗(yàn)中,相同初始應(yīng)變下,白質(zhì)的弛豫時(shí)間要長(zhǎng)于灰質(zhì),而初始應(yīng)變的改變對(duì)應(yīng)力衰減率的影響不明顯。針對(duì)白質(zhì)和灰質(zhì)這些力學(xué)性能的差異,進(jìn)行了腦組織力學(xué)性能機(jī)理的研究。通過(guò)差示掃描量熱法(DSC)分析白質(zhì)和灰質(zhì)試樣,分別計(jì)算焓變,發(fā)現(xiàn)在相變過(guò)程中灰質(zhì)要會(huì)比白質(zhì)耗散更多的能量。通過(guò)紅外光譜分析(FTIR)發(fā)現(xiàn)白質(zhì)中的強(qiáng)極性基團(tuán)和氫鍵的存在提高了白質(zhì)生物分子間的相互作用,降低了生物分子的柔順度,解釋為什么白質(zhì)的能量耗散能力要低于灰質(zhì)。最后,使用Matlab軟件將不同應(yīng)變率下腦組織的拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得到超彈性力學(xué)本構(gòu)模型,將拉伸-松弛試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得到粘彈性力學(xué)本構(gòu)模型。
【關(guān)鍵詞】：腦組織 力學(xué)性能 差示掃描量熱法 紅外光譜分析 力學(xué)本構(gòu)模型
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：R318.01;R338
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 腦研究背景及意義9
• 1.2 腦組織的構(gòu)造9-10
• 1.3 腦組織力學(xué)性能的研究進(jìn)展10-14
• 1.3.1 試驗(yàn)類(lèi)型10-11
• 1.3.2 試驗(yàn)影響因素11-13
• 1.3.3 試驗(yàn)儀器設(shè)備13-14
• 1.4 本構(gòu)模型14-15
• 1.5 本文主要工作、研究?jī)?nèi)容及文章架構(gòu)15-17
• 2 腦組織力學(xué)性能研究方法和試驗(yàn)設(shè)計(jì)17-40
• 2.1 腦組織力學(xué)性能測(cè)試方法17-20
• 2.1.1 拉伸性能17-18
• 2.1.2 壓縮性能18-19
• 2.1.3 剪切性能19-20
• 2.2 腦組織拉伸性能研究20-28
• 2.2.1 試件制備20-21
• 2.2.2 單軸拉伸試驗(yàn)21-22
• 2.2.3 單軸拉伸試驗(yàn)結(jié)果及分析22-28
• 2.3 腦組織壓縮性能研究28-32
• 2.3.1 試件制備28
• 2.3.2 單軸壓縮試驗(yàn)28-29
• 2.3.3 單軸壓縮試驗(yàn)結(jié)果及分析29-32
• 2.4 腦組織拉伸-應(yīng)力松弛性能研究32-37
• 2.4.1 試件制備32-33
• 2.4.2 拉伸-應(yīng)力松弛試驗(yàn)33
• 2.4.3 拉伸-應(yīng)力松弛試驗(yàn)結(jié)果及分析33-37
• 2.5 本章小結(jié)37-40
• 3 腦組織粘彈性能機(jī)理研究40-47
• 3.1 DSC熱重分析試驗(yàn)40-42
• 3.1.1 DSC熱重分析介紹40
• 3.1.2 DSC熱重分析試驗(yàn)過(guò)程40-41
• 3.1.3 DSC試驗(yàn)結(jié)果分析41-42
• 3.2 FTIR 紅外光譜分析試驗(yàn)42-46
• 3.2.1 FTIR紅外光譜分析介紹42
• 3.2.2 FTIR紅外光譜分析試驗(yàn)過(guò)程42-43
• 3.2.3 FTIR試驗(yàn)結(jié)果分析43-46
• 3.3 本章小結(jié)46-47
• 4 腦組織本構(gòu)模型擬合及有限元分析47-60
• 4.1 拉伸試驗(yàn)擬合47-51
• 4.2 拉伸-應(yīng)力松弛試驗(yàn)擬合51-53
• 4.3 腦組織本構(gòu)模型在有限元軟件中的實(shí)現(xiàn)53-58
• 4.3.1 Ogden超彈模型的計(jì)算54-55
• 4.3.2 M-R超彈模型的計(jì)算55-57
• 4.3.3 利用Prony級(jí)數(shù)實(shí)現(xiàn)腦組織粘彈性模型的計(jì)算57-58
• 4.4 本章小結(jié)58-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況66-67
• 致謝67-68

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 趙中平;卜夢(mèng)婕;王博;;質(zhì)疑名詞力學(xué)性能[J];標(biāo)準(zhǔn)科學(xué);2014年02期

2 趙書(shū)華;王立超;董麗榮;;Ag/Bi_2Sr_2CaCu_2O_x復(fù)合材料的制備和力學(xué)性能研究[J];吉林師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年03期

3 董務(wù)民;海冰的力學(xué)性能:現(xiàn)有數(shù)據(jù)總匯[J];力學(xué)進(jìn)展;1986年03期

4 孟松鶴;韋利明;陳妮;許承海;;石棉/酚醛復(fù)合材料高溫力學(xué)性能研究[J];人工晶體學(xué)報(bào);2009年S1期

5 李秀茹，原玉霞;鋼板化學(xué)成分與力學(xué)性能的關(guān)系[J];哈爾濱科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào);1994年01期

6 蒙曉影;復(fù)合材料的特性及其力學(xué)性能的試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法[J];赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年03期

7 曾力,楊淑慧,張煈;受腐蝕鋼筋力學(xué)性能的試驗(yàn)研究[J];河南科學(xué);2005年06期

8 盧天健;徐峰;;皮膚的力學(xué)性能概述[J];力學(xué)進(jìn)展;2008年04期

9 馬慶安,何立存,張惠民;葵花桿填充板靜曲力學(xué)性能研究[J];力學(xué)與實(shí)踐;1998年01期

10 刁進(jìn)東;賈金青;;腐蝕環(huán)境下預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能研究進(jìn)展[J];黑龍江科技信息;2009年33期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳眾迎;龍連春;;三維編織復(fù)合材料的力學(xué)性能研究現(xiàn)狀[A];北京力學(xué)會(huì)第15屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2009年

2 陳青;盧嘉德;胡良全;;酚醛樹(shù)脂結(jié)構(gòu)與高溫力學(xué)性能相關(guān)性的探索研究[A];復(fù)合材料：生命、環(huán)境與高技術(shù)——第十二屆全國(guó)復(fù)合材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2002年

3 黃玉亭;楊勇新;李平;顧習(xí)峰;王明明;;纖維增強(qiáng)復(fù)合材料格柵力學(xué)性能測(cè)試與評(píng)估[A];第十八屆玻璃鋼/復(fù)合材料學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

4 張小英;;土壤填埋降解后絲素纖維的微觀(guān)結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能[A];蘇州市自然科學(xué)優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文匯編(2008-2009)[C];2010年

5 王玉金;周玉;宋桂明;黃智恒;雷廷權(quán);;鎢絲增強(qiáng)鎢基復(fù)合材料的組織與力學(xué)性能[A];2000年材料科學(xué)與工程新進(jìn)展（下）——2000年中國(guó)材料研討會(huì)論文集[C];2000年

6 徐獻(xiàn)忠;施力;劉雯雯;劉大全;郭惠麗;庫(kù)丹;;食品的力學(xué)性能與人類(lèi)咬合過(guò)程參量的關(guān)系[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

7 羅靚;張佐光;張立功;孫志杰;;復(fù)合材料層板預(yù)夾雜質(zhì)對(duì)力學(xué)性能的影響[A];2004年材料科學(xué)與工程新進(jìn)展[C];2004年

8 滕雅娣;舒燕;母繼榮;李旭日;;遼寧建平產(chǎn)膨潤(rùn)土對(duì)甲基乙烯基硅橡膠力學(xué)性能的影響[A];2007年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集（下冊(cè)）[C];2007年

9 高麗蘭;陳旭;高紅;;各向異性導(dǎo)電膠膜的力學(xué)性能研究[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

10 盧國(guó)興;阮冬;;蜂窩鋁材料的力學(xué)性能研究[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2005論文摘要集（下）[C];2005年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 ;熱軋帶鋼力學(xué)性能在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)（待續(xù)）[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2001年

2 王華;大厚度海洋平臺(tái)用鋼的組織和力學(xué)性能[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2013年

3 余萬(wàn)華;CQE-熱軋鋼卷的力學(xué)性能控制模型[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2009年

4 本報(bào)記者 朱祝何;技術(shù)規(guī)范更接“地氣”[N];中國(guó)質(zhì)量報(bào);2013年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 賴(lài)長(zhǎng)亮;復(fù)合材料格柵結(jié)構(gòu)力學(xué)性能分析與制備[D];西北工業(yè)大學(xué);2015年

2 朱天彬;鎂碳耐火材料組成、結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能研究[D];武漢科技大學(xué);2015年

3 劉秀;固態(tài)高聚物的流變損傷與長(zhǎng)期力學(xué)性能加速表征[D];湘潭大學(xué);2015年

4 秦利軍;三維編織C/C復(fù)合材料關(guān)鍵基礎(chǔ)力學(xué)性能研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

5 任小勇;地質(zhì)工程用高性能無(wú)鈷硬質(zhì)合金的制備、結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2016年

6 高巖;多軸向三維機(jī)織復(fù)合材料細(xì)觀(guān)結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能研究[D];天津工業(yè)大學(xué);2016年

7 竺鑫橋;海膽牙齒ST區(qū)納米結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能及變形機(jī)制的研究[D];浙江大學(xué);2016年

8 段書(shū)用;面向車(chē)身應(yīng)用的LGFRP復(fù)合材料制備工藝及力學(xué)性能研究[D];湖南大學(xué);2016年

9 梁存;粉末熱機(jī)械固結(jié)法制備塊體金屬材料（鈦、鋁、銅）的顯微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能研究[D];上海交通大學(xué);2015年

10 謝娟;針織物傳感器雙向延伸電—力學(xué)性能及肢體動(dòng)作監(jiān)測(cè)研究[D];東華大學(xué);2015年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉磊;抗沖擊碳化硅基復(fù)合材料的制備與力學(xué)性能研究[D];河北聯(lián)合大學(xué);2014年

2 蔡寶壯;超細(xì)晶銅基合金塑性變形機(jī)理及力學(xué)性能的研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

3 關(guān)倩倩;持荷受火疊合柱在爆炸沖擊波作用下力學(xué)性能數(shù)值模擬[D];燕山大學(xué);2015年

4 時(shí)萌蒙;重組方材兩種原材料疏解干燥工藝研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

5 邵秉川;鉍、銻、磷變質(zhì)對(duì)原位自生Mg_2Si/AZ91D復(fù)合材料組織與性能的影響[D];遼寧工業(yè)大學(xué);2016年

6 劉宏磊;A356.2鋁合金車(chē)輪顯微組織及力學(xué)性能的研究[D];燕山大學(xué);2015年

7 宿振國(guó);敷纜復(fù)合材料連續(xù)管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能評(píng)測(cè)研究[D];中國(guó)石油大學(xué)(華東);2014年

8 洪小娟;字碼芋螺的結(jié)構(gòu)、生長(zhǎng)模式及其力學(xué)性能的研究[D];浙江大學(xué);2016年

9 趙康;含孔三維機(jī)織玻纖/環(huán)氧復(fù)合材料力學(xué)性能的研究[D];東華大學(xué);2016年

10 李華強(qiáng);三聚氰胺泡沫的增強(qiáng)改性及其夾芯復(fù)合材料的力學(xué)性能研究[D];江南大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：腦組織力學(xué)性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：292434