基于虛擬裂紋擴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)胞或者在臟器靶點細(xì)胞范圍內(nèi)導(dǎo)入一些藥物以實現(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算方法來建立組織的有限元計算程序。此外，我們還采用Quadtree在連續(xù)的組織內(nèi)部插入有限個離散的節(jié)點，然后采用Delaunay三角化的方法，將離散點劃分成離散的三角形網(wǎng)格。建立有限元模型中，針和組織是兩個相互接觸的獨立個體。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裂紋擴展理論用來模擬組織的裂紋擴展行為。然后，根據(jù)接觸原理針刺入裂紋。針和組織在