一个新的计算骨折性模型用于软组织在针插入中
Yingda Hu1, Shilun Du1, Tian Xu1
1State Key Laboratory of Fluid Power and Mechatronic Systems, Zhejiang University, Hangzhou, 310027, Zhejiang, China.
Journal of the mechanical behavior of biomedical materials
|September 29, 2023
概括
这项研究引入了一种新的计算模型,可以准确预测肝脏手术期间组织骨折的性. 该模型通过考虑实验验证的插入速度,针尺寸和组织刚度来改善针-组织相互作用.
科学领域:
- 计算力学是计算力学.
- 生物医学工程 生物医学工程
- 手术模拟器手术模拟器
背景情况:
- 准确的针-组织相互作用模型对于内镜肝脏手术中的皮肤穿刺血管干预至关重要.
- 现有的模型往往忽略了关键参数,如Young的模量和器官囊结构,限制了断裂性估计.
- 组织骨折性对于理解在手术过程中裂传播,组织变形和目标移位至关重要.
研究的目的:
- 开发一种新的计算骨折性模型,用于肝脏外科手术中针-组织相互作用.
- 为了将插入速度,针径和Young的模量纳入断裂性估计.
- 通过实验数据验证模型的准确性,并分析影响因素.
主要方法:
- 提出了一个计算式断裂性模型,集成插入速度,针径和模.
- 使用集成外和3D固体元素的能量建模来估计组织表面变形.
- 在不同的条件下构建了一个测试台,以实验评估模型的预测.
主要成果:
- 计算模型估计的断裂性与物理实验数据有很强的一致性.
- 灵敏度分析确定了在注射针时影响骨折性的关键因素.
- 通过分析在模和位移中变化的观测噪声,证实了模型的稳定性.
结论:
- 开发的计算模型准确地预测了组织骨折性,增强了针-组织相互作用模型.
- 考虑的模量和插入参数可以提高手术干预中骨折性估计的精度.
- 该模型提供了一个强大的框架,用于模拟内镜肝脏手术中的针-组织力学.
