2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、腦深部電刺激術(shù)(deep brain stimulation,DBS)利用腦立體定向手術(shù)在腦內(nèi)特定神經(jīng)核團(tuán)的位置植入電極,通過高頻電刺激可抑制異常電活動的神經(jīng)元,從而對某些神經(jīng)系統(tǒng)疾病起到治療的作用。但是,目前DBS也存在一些嚴(yán)重的并發(fā)癥和副作用,而其中一個重要原因就是微電極定位不準(zhǔn)。為了保證穿刺定位精度,提高手術(shù)成功率,研究適合一次性成功植入的微電極結(jié)構(gòu)優(yōu)化和精密定位的驅(qū)動策略,開發(fā)更為可靠的穿刺設(shè)備十分必要,而對腦組織力學(xué)性能與穿刺

2、機(jī)理的研究是該研究中最關(guān)鍵的部分。本文通過對試驗(yàn)、理論分析和有限元仿真結(jié)合的方法,以豬腦為研究對象,對腦組織的力學(xué)性能和穿刺機(jī)理進(jìn)行了研究。
  對腦模型三維實(shí)體重建技術(shù)進(jìn)行了介紹,并確定了重建的方案。分別從數(shù)字大腦模型與MRI三維掃描圖像出發(fā)建立了人腦和豬腦的三維實(shí)體模型,并確定了腦深部電極植入的穿刺路徑。研究發(fā)現(xiàn),人腦與豬腦在結(jié)構(gòu)上具有一定的相似性,穿刺路徑上組織前半段以灰質(zhì)為主,而后半段以白質(zhì)為主,通過進(jìn)行豬腦穿刺試驗(yàn)來研究

3、人腦電極植入過程與機(jī)理是可行的。
  搭建了一個多功能腦組織測試平臺,通過壓縮-松弛試驗(yàn)測得了不同應(yīng)變率條件下的腦組織應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。利用準(zhǔn)線性粘彈性模型,以O(shè)dgen超彈性模型定義腦組織瞬時力學(xué)特征,以Prony級數(shù)描述其粘彈性特征,得出了可用于有限元分析的腦組織粘彈性力學(xué)模型。提出了一種建立粘性超彈性模型的新方法,通過引入理想因子k,對彈性和粘性響應(yīng)分別求解,并推算出理想階躍壓縮時松弛函數(shù),建立了更為簡單可靠的模型。得出在理想

4、因子k取值為10時,本模型與試驗(yàn)數(shù)據(jù)最為吻合。提出了對松弛函數(shù)Prony級數(shù)階數(shù)選擇的判定標(biāo)準(zhǔn)。由于測試壓縮速度和松弛時間有限,試驗(yàn)的短時和長時響應(yīng)永遠(yuǎn)不可能測得,因此,為更好地描繪松弛曲線,只有Prony級數(shù)中的項(xiàng)對測試時間段影響遠(yuǎn)小于1時,才可以進(jìn)行簡化。并就此提出了腦組織模型應(yīng)用范圍的通用原則。一般情況下,模型應(yīng)用的應(yīng)變率不應(yīng)超出測試的最大應(yīng)變率,且模型應(yīng)用的分析時間不應(yīng)超出測試的時間。本文所建立的模型適用于分析時間小于20 s,

5、應(yīng)變率小于1 sJ的情況。
  通過進(jìn)行腦組織穿刺試驗(yàn)測得了不同條件下穿刺過程中穿刺針的受力變化,對腦組織穿刺機(jī)理進(jìn)行了研究。分析穿刺過程中的穿刺力變化曲線,討論了穿刺過程的各個階段的組織變形。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),隨著穿刺速度增加,刺破力變化不明顯,刺破深度減小,而穿刺力峰值增大;隨著穿刺針直徑的增加,刺破力,刺破深度和穿刺力峰值都增大。利用能量分析法對穿刺過程進(jìn)行了建模,在穿刺過程中,能量的來源為穿刺力對組織做功,而能量的消耗主要有:組織

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