頸椎骨銑削表面溫度變化規(guī)律與預(yù)測(cè)研究.pdf

1、目前，頸椎手術(shù)中頸椎骨銑削的好壞大多依賴于醫(yī)生的操作技巧和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，手術(shù)具有較高的風(fēng)險(xiǎn)性。頸椎骨銑削同金屬銑削有諸多不同，尤其是銑削過程產(chǎn)生大量的熱量，會(huì)導(dǎo)致骨組織壞死和鄰近神經(jīng)組織的熱損傷。研究表明，骨組織的活性與溫度及高溫持續(xù)時(shí)間有很大關(guān)系，高溫導(dǎo)致酶的活性急劇降低，同時(shí)，高溫會(huì)造成骨細(xì)胞脫水，進(jìn)而死亡。由于骨組織及其他周圍組織對(duì)溫度較為敏感；頸椎骨模型復(fù)雜，銑削溫度變化情況復(fù)雜；頸椎骨組織材料屬于非勻質(zhì)材料，較難找出其傳熱規(guī)律等，

2、對(duì)頸椎骨銑削的機(jī)理進(jìn)行基礎(chǔ)性研究，從而使醫(yī)生對(duì)頸椎骨手術(shù)過程中的熱損傷有直觀的量化感知是頸椎骨手術(shù)研究的重點(diǎn)。
　　針對(duì)頸椎骨銑削生熱的問題，首先，本文對(duì)頸椎骨醫(yī)學(xué)掃描CT數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理，通過Mimics、Geomagic等多軟件間的結(jié)合，對(duì)頸椎骨模型進(jìn)細(xì)節(jié)優(yōu)化以適應(yīng)有限元分析的要求，通過UG將骨骼的三維模型實(shí)體化，導(dǎo)出可用的三維模型。其次，本文通過對(duì)銑削傳熱理論的深入研究，借鑒移動(dòng)熱源理論，將單刃銑削的情況等效為移動(dòng)的持續(xù)發(fā)

3、熱熱源，建立了適合骨骼銑削的傳熱模型。然后，基于骨骼銑削的傳熱模型，通過對(duì)骨骼材料模型的定義，利用DEFORM對(duì)骨骼的銑削過程進(jìn)行有限元分析，得出了頸椎骨銑削溫度、銑削力與銑削深度、銑削速度之間的關(guān)系，同時(shí)，對(duì)銑削后銑削溫度在骨骼縱深上的分布做了研究，使頸椎骨表面溫度變化規(guī)律有了直觀的呈現(xiàn)。最后，基于頸椎骨銑削溫度與各銑削參數(shù)之間的關(guān)系，利用MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱對(duì)影響銑削溫度的各因素進(jìn)行訓(xùn)練，建立了復(fù)雜的銑削溫度變化規(guī)律同各銑削參