腹腔镜夹钳—软组织界面夹持行为研究

发布时间：2017-09-24 15:09

  本文关键词：腹腔镜夹钳—软组织界面夹持行为研究

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【摘要】：微创外科技术(Minimally Invasive Surgery)集成了信息、微电子、自动化、机器人、精密制造、新材料与传统医疗。短短几十年的发展,微创外科已经发展成为主流、先进的外科技术。然而关于微创器械与软组织界面的交互作用机理尚不清楚,其已严重阻碍微创外科技术向智能化、信息化方向的发展。本文模拟手术操作条件下,研究了腹腔镜夹钳-软组织界面的夹持行为,旨在为微创器械与软组织界面的交互作用机理研究提供实验数据。开展的主要研究工作及得到的主要结论如下：从模拟微创手术夹持和牵引操作出发,开展了肝脏组织在腹腔镜钳头夹持作用下的蠕变特性研究和牵引作用下的夹持安全性研究。利用已有的微控电子万能材料试验机(HY0580),将微创手术器械钳头作为蠕变试验的压头,设计了猪肝脏组织的一维压缩力学实验,研究了猪肝脏组织在不同的夹持条件下(法向载荷、加载速度)的蠕变特性,并建立了肝脏组织典型分段型的蠕变特性曲线。试验发现：肝脏蠕变特性具有较强的时间、载荷及加载速度相关性；进而建立了夹持部位的宏观尺寸形变、微观尺度生理组织学变化的相关关系,并构建了多尺度的蠕变进程示意模型。以美国CETR多功能摩擦磨损测试仪(UMT-Ⅱ, Bruker公司)为试验装置主体,建立了单边钳头法向加载单向滑动的器械-组织接触滑动试验模型,研究了组织表面滑液状态、手术操作中组织牵引角度和手术器械钳头表面几何构型三个不同因素对微创器械夹持稳定性的影响。试验结果显示：组织表面存在过量组织液时,钳头-组织之间摩擦力明显降低,夹持安全性较差；当牵引角度为15°时,钳头-组织之间摩擦力最大,夹持安全性最好；四种不同表面构型(无齿、楔形齿、梯形齿、正弦齿)的钳头中,楔形齿的夹持安全性最好。初步建立了钳头作用下肝脏组织的蠕变模型,构建了不同夹持条件作用下肝脏组织蠕变特性的基础数据库；试验测定了不同因素下夹钳-组织接触滑动过程中的摩擦力；展开了对器械夹持安全性的定量分析、简化模型的接触滑动机制分析,为未来发展智能化、信息化微创外科技术以及新型微创器械钳头设计提供了基础数据库和理论支持。
【关键词】：腹腔镜夹钳 软组织 摩擦学行为 生物力学 夹持安全性
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R616;TH777
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-23
• 1.1 引言11-15
• 1.1.1 腹腔镜外科手术介绍11-12
• 1.1.2 相关内镜医疗器械介绍12-15
• 1.2 微创手术器械-软组织交互作用15-20
• 1.2.1 微创手术操作中的腹腔镜钳头-软组织接触行为15-16
• 1.2.2 器械作用下的软组织力学特性16-18
• 1.2.3 腹腔镜器械夹持稳定性研究18-19
• 1.2.4 新型腹腔镜手术器械前端设计19-20
• 1.3 选题意义及研究内容20-23
• 1.3.1 选题意义20-21
• 1.3.2 研究内容21-23
• 第2章 实验材料与方法23-32
• 2.1 简介23
• 2.2 试验材料23-24
• 2.3 试验设备24-27
• 2.3.1 夹持试验设备24-26
• 2.3.2 滑动试验设备26-27
• 2.4 试验方法27-31
• 2.4.1 蠕变试验方法与数据分析27-28
• 2.4.2 滑动试验方法与数据分析28-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第3章 夹持作用下猪肝脏组织的蠕变特性研究32-44
• 3.1 试验简介32
• 3.2 蠕变试验结果与讨论32-42
• 3.2.1 蠕变试验结果32-34
• 3.2.2 特征蠕变特性曲线及分段特性34-36
• 3.2.3 蠕变特性与加载速度、载荷的关系36-40
• 3.2.4 蠕变行为与微观细胞级反应40-42
• 3.3 本章小结42-44
• 第4章 腹腔镜夹持牵引猪大肠组织的稳定性研究44-59
• 4.1 试验简介44-45
• 4.2 不同因素对腹腔镜夹持稳定性的影响45-50
• 4.2.1 组织表面滑液对夹持安全性的影响46-48
• 4.2.2 组织牵引角度对夹持安全性的影响48
• 4.2.3 腹腔镜夹钳表面几何构型对夹持安全性的影响48-50
• 4.3 腹腔镜夹钳-组织滑动接触机制分析50-57
• 4.4 本章小结57-59
• 结论与展望59-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-69
• 攻读硕士学位期间发表的论文以及参研项目69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

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中国重要会议论文全文数据库 前1条

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本文编号：912082