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  本文關(guān)鍵詞：基于有限元法人體肌肉生物力學(xué)建模及仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《哈爾濱理工大學(xué)》 2014年

基于有限元法人體肌肉生物力學(xué)建模及仿真

高希雪  

【摘要】：近年來虛擬手術(shù)成為數(shù)字醫(yī)療研究的重點(diǎn)，它在手術(shù)培訓(xùn)、診斷、制定手術(shù)計(jì)劃等方面均有重要應(yīng)用。虛擬手術(shù)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)是人體軟組織建模，研究指出有限元方法是目前最行之有效的建模方法之一。在有限元建模過程中，使模型具有組織器官原有的材料屬性是使建模形變更接近于真實(shí)形變的關(guān)鍵問題。 本文的主要研究對象是軟組織中最常見的肌肉組織�；贑T圖像，相關(guān)的數(shù)據(jù)可被提取并用于建立肌肉的幾何模型。利用有限元法和能量方程理論，可得到肌肉的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系矩陣。將生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)測得的力學(xué)參數(shù)應(yīng)用到應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系矩陣中，即可使肌肉的幾何模型具有非線性、不可壓縮性等生物力學(xué)特性。利用MATLAB軟件編寫肌肉模型的有限元分析程序，將程序運(yùn)行的計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較分析，，驗(yàn)證了模型的有效性。另外，本文還建立了肌肉組織密度非均勻分布模型和肌肉的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)質(zhì)量矩陣，可用于后續(xù)肌肉動(dòng)力學(xué)分析的研究。 本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是從CT圖像提取數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)肌肉組織密度的非均勻分布，從而實(shí)現(xiàn)個(gè)體化、精確化建模；同時(shí)，在MATLAB軟件下研發(fā)有限元程序也是前所未有的，這對軟組織生物力學(xué)建模的研究提供了新的思路方法，這種方法可以繼續(xù)應(yīng)用在其他軟組織，如皮膚、脂肪等的生物力學(xué)建模及仿真之中。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R318.01
【目錄】：

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本文編號：209289