【摘要】：近年來(lái),惡性腫瘤已成為我國(guó)居民生命健康安全的頭號(hào)殺手,惡性腫瘤的準(zhǔn)確診斷對(duì)于預(yù)防和早期治療都有著重要作用。目前,腫瘤的最終診斷仍然是細(xì)胞病理學(xué)分析,即取出疑似病變組織進(jìn)行細(xì)胞病理學(xué)分析,診斷是否為惡性腫瘤。手術(shù)取樣方法造成的創(chuàng)傷大、費(fèi)用高,有時(shí)受病人身體狀況限制不能實(shí)施,與此相比,穿刺活檢取樣方法操作方便,創(chuàng)傷更小,恢復(fù)更快,繼發(fā)癥更少。雖然穿刺活檢具有諸多優(yōu)點(diǎn),但對(duì)醫(yī)療人員技術(shù)水平要求極高,加之目前活檢取樣裝置落后,致使活檢取樣效率和精度較低。造成穿刺活檢效率和精度較低的原因主要是取樣過(guò)程中的切削阻力及摩擦力的作用引起的組織變形和活檢針彎曲變形,因此減小穿刺過(guò)程中的切削阻力及摩擦力將有效提高活檢取樣精度和效率。本文以超聲振動(dòng)輔助組織取樣過(guò)程中的摩擦力為研究對(duì)象,探究超聲振動(dòng)對(duì)取樣過(guò)程摩擦力影響規(guī)律和減小摩擦力措施,研究成果對(duì)提高穿刺活檢效率和精度具有十分重要意義。本文簡(jiǎn)要介紹了超聲振動(dòng)和摩擦學(xué)基礎(chǔ)理論知識(shí),并重點(diǎn)介紹了三種動(dòng)態(tài)摩擦模型。將超聲振動(dòng)引入LuGre動(dòng)態(tài)摩擦模型中并進(jìn)行理論推導(dǎo),得到了超聲振動(dòng)動(dòng)態(tài)摩擦模型。該動(dòng)態(tài)摩擦模型表明:摩擦力隨超聲振動(dòng)頻率、振幅的增大而減小;超聲振動(dòng)減小了穿刺過(guò)程中的庫(kù)倫摩擦力,而對(duì)粘滯力沒(méi)有影響;穿刺過(guò)程中的摩擦力與速度相關(guān),速度增大,摩擦力線性增大。對(duì)無(wú)振動(dòng)及附加超聲振動(dòng)兩種情況的穿刺活檢過(guò)程進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)理論分析,理論分析結(jié)果表明:無(wú)振動(dòng)時(shí),活檢針在穿刺過(guò)程中不會(huì)發(fā)生回退現(xiàn)象;附加超聲振動(dòng)后,當(dāng)進(jìn)給速度小于超聲振動(dòng)速度時(shí),活檢針在穿刺過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生回退現(xiàn)象。自行設(shè)計(jì)制造了超聲振動(dòng)系統(tǒng)。對(duì)每種頻率振子的振幅與電壓的實(shí)際關(guān)系進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)量,并繪制了振幅—電壓曲線。該關(guān)系曲線顯示:不同頻率振子的振幅隨電壓增大基本成線性增大,增大速度隨頻率的增大而減小。搭建了超聲振動(dòng)對(duì)軟組織穿刺過(guò)程中的摩擦特性影響實(shí)驗(yàn)臺(tái),設(shè)計(jì)了超聲振動(dòng)夾持裝置、組織切削進(jìn)給系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。以豬肝和明膠為實(shí)驗(yàn)材料,通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了超聲振動(dòng)振幅對(duì)穿刺活檢過(guò)程中摩擦力的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,超聲振動(dòng)振幅對(duì)新鮮豬肝和明膠兩種材料具有相同的影響規(guī)律,即穿刺過(guò)程中的摩擦力都隨振幅的增大而減小,且基本呈指數(shù)為-1的冪函數(shù)特性減小,從而證明了超聲振動(dòng)動(dòng)態(tài)摩擦模型的正確性。以新鮮豬肝和明膠假體為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,研究了超聲振動(dòng)頻率對(duì)穿刺活檢過(guò)程中摩擦力的影響。豬肝和明膠假體兩種材料得到相似實(shí)驗(yàn)結(jié)果,即:附加超聲振動(dòng)后摩擦力大幅減小,隨著振動(dòng)頻率增大摩擦力減小緩慢,通過(guò)擬合穿刺過(guò)程摩擦力數(shù)據(jù)得到了摩擦力與振動(dòng)頻率關(guān)系曲線,關(guān)系曲線顯示,穿刺過(guò)程摩擦力隨超聲振動(dòng)頻率增大基本呈指數(shù)為負(fù)的冪函數(shù)特性減小。超聲振動(dòng)頻率對(duì)穿刺過(guò)程摩擦力影響規(guī)律實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析結(jié)論基本一致。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究了穿刺速度對(duì)超聲振動(dòng)輔助穿刺過(guò)程中摩擦力的影響。利用Origin軟件處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并繪制了摩擦力與速度關(guān)系曲線,關(guān)系曲線顯示,是否附加超聲振動(dòng),穿刺過(guò)程中的摩擦力均隨穿刺速度的增大而線性增大,超聲振動(dòng)頻率為30KHz時(shí),其增大的速度隨振幅的增大而降低,超聲振動(dòng)頻率為40KHz時(shí)與30KHz時(shí)具有相同規(guī)律。通過(guò)設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)研究了超聲振動(dòng)頻率、振幅、穿刺速度對(duì)穿刺過(guò)程中摩擦力的影響規(guī)律。利用制表極差分析法和軟件Minitab極差分析法分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),新鮮豬肝和明膠兩種材料得到相同的分析結(jié)果,即:摩擦力隨振動(dòng)頻率、振幅的增大而減小,隨穿刺速度的增大而增大,且穿刺速度對(duì)穿刺過(guò)程中的摩擦力影響最大,振幅次之,振動(dòng)頻率影響最小,從而得到了超聲振動(dòng)輔助穿刺過(guò)程最小摩擦力的最優(yōu)參數(shù)組合,即最小穿刺速度,最大振幅及最大振動(dòng)頻率。
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邐第１章緒論逡逑第１章緒論逡逑１．１課題研究背景逡逑在種種致瘤因子作用下，機(jī)體局部組織細(xì)胞發(fā)生病理性增生而形成腫瘤，根逡逑據(jù)腫瘤的細(xì)胞特點(diǎn)及對(duì)機(jī)體的侵害程度，將腫瘤分成良性腫瘤和惡性腫瘤兩大類，逡逑癌癥即為惡性腫瘤總稱。良性腫瘤和惡性腫瘤生理特性顯著不同，，對(duì)機(jī)體的影響逡逑存在較大差異。良性腫瘤通常對(duì)機(jī)體損害較小，易于治療且療效好，通常能夠治逡逑愈，基本無(wú)復(fù)發(fā)；惡性腫瘤對(duì)機(jī)體侵害嚴(yán)重，治療措施更加復(fù)雜，療效不佳［１］。逡逑

所需費(fèi)用高，而穿刺活檢法操作方便，創(chuàng)傷較小，恢復(fù)更快，繼發(fā)癥更少，逡逑因而成為臨床上適用穿刺活檢器官或組織的首選方法。目前，穿刺活檢技術(shù)己廣逡逑泛應(yīng)用于肝臟、前列腺、乳腺及肺等的穿刺活檢中。如圖１－１至圖１－４所示。逡逑活檢針逡逑活檢針彎＃１逡逑—

本文編號(hào)：2629853