基于虛擬裂紋擴(kuò)展組織針穿刺的有限元仿真及分析.pdf

1、針穿刺是指將細(xì)長的穿刺針刺入人體內(nèi)的器官或臟器中提取人體內(nèi)部的組織細(xì)胞或者在臟器靶點(diǎn)細(xì)胞范圍內(nèi)導(dǎo)入一些藥物以實(shí)現(xiàn)醫(yī)療檢測或者康復(fù)治療的一種外科微創(chuàng)手術(shù)。主要應(yīng)用于活檢，近距放射治療，局部麻醉等。穿刺精度直接影響治療和診斷的有效性。根據(jù)影響針穿刺的主要影響因素:針的撓曲和組織的變形。我們采有限元模型按不同的穿刺狀態(tài)，在每個(gè)狀態(tài)中采用準(zhǔn)靜態(tài)的方法預(yù)測針的撓曲和組織的變形。
　　在有限元計(jì)算的初始步驟中，假設(shè)組織是均質(zhì)線彈性材料，因此，

2、我們采用線彈性有限元的基本計(jì)算方法來建立組織的有限元計(jì)算程序。此外，我們還采用Quadtree在連續(xù)的組織內(nèi)部插入有限個(gè)離散的節(jié)點(diǎn)，然后采用Delaunay三角化的方法，將離散點(diǎn)劃分成離散的三角形網(wǎng)格。建立有限元模型中，針和組織是兩個(gè)相互接觸的獨(dú)立個(gè)體。我們采用接觸模型建立針和組織的相互作用關(guān)系。
　　首先，在穿刺過程中，組織形成裂紋。Griffith裂紋擴(kuò)展理論用來模擬組織的裂紋擴(kuò)展行為。然后，根據(jù)接觸原理針刺入裂紋。針和組織在