在宫软组织中非接触式光学3D应变测量 通过拉伸测试下的数字图像相关性生物力学:一种实验方法

科学领域:

• 生物力学 生物力学
• 生物医学工程 生物医学工程
• 整形外科 整形外科 整形外科

背景情况:

• 数字图像相关性 (DIC) 是测量表面应变的常用技术.
• 宫脊椎解剖学由于其复杂的非平面结构,对传统的DIC提出了挑战.
• 在椎脊柱生物力学方面之前的DIC应用在动态,多方面应变测量方面遇到了局限性.

研究的目的:

• 引入和验证一种光学非接触测量系统,用于分析宫尸体样本中的应力-应变关系.
• 为了克服传统DIC的局限性,用于像椎脊柱这样复杂的解剖结构.
• 为了使宫脊椎的更全面,多维的应变测量.

主要方法:

• 准备了宫尸体样本,包括解剖暴露和优化表面准备 (横向过程去除).
• 使用光学非接触测量系统 (Aramis) 在拉伸测试下分析表面应变.
• 应用于拉伸负荷,并在各种椎脊柱方面捕获和分析3D应变图像.

主要成果:

• 光学系统成功生成了高质量的3D张力图像,并显著改善了侧面方面测量 (P < 0.05).
• 在60N拉力负荷下的应变分布显示了软组织中的度,可以清楚地看到脊椎体,圆盘和骨.
• 在宫段 (C4-C7) 中观察到一致的变形模式,没有显著的细分参数差异 (P > 0.05).

结论:

• 光学非接触系统对于椎脊柱生物力学测试是有效的.
• 这种方法解决了先前用于复杂脊髓解剖的DIC技术的局限性.
• 这种方法提高了测量多维应变的能力,提高了对椎脊柱力学的理解.