固定后肝组织的取材器械研究

发布时间：2017-03-24 17:04

  本文关键词：固定后肝组织的取材器械研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：病理检测和法医鉴定的准确性由切片的质量决定,切片制作步骤包括:取材、固定、脱水透明、浸蜡包埋、切片和染色。取材是初始阶段,也是重要的一步,如果取材局部厚度不一致,则在后续脱水时,会导致局部脱水完成,局部未完成或脱水过度,以至于影响切片观察效果,造成较高的误诊率。目前,病理鉴定的误差率可达10%。然而通过调查研究以及查阅相关文献得知,世界上医学和法医工作者们,在人体组织取材时,还采用简单的工具手工进行切割,取材的效果也可见一斑。因此有必要进行人体组织取材方法及器械的研究,为病理诊断和查明死因提供更加科学的依据。鉴于人体组织获得的特殊性,本文以肝脏组织为例进行取材器械研究。有研究表明,牛肝和人肝组织结构非常相似,表现出类似的生物力学特性。本文利用牛肝进行生物力学试验,获得相应的应力-应变特性和应力松弛特性等;然后将实验所得数据带入有限元模型中,获得该模型的各个参数,建立切割模型,进行切割仿真分析,模拟出最优的切割参数等;最后,利用所得的优化参数,进行取材器械的设计,并进行切割验证,保证所得切片的均匀性。本文主要内容包括:(1)分析肝组织的结构特征,以及影响肝组织力学性能的组织成分;对比分析不同固定试剂对肝组织的固定效果,以及相应的固定原理和固定时间。(2)利用力学实验室岛津AG-X万能试验机,对肝组织进行大量的拉伸强度极限、剪切强度和应力松弛试验等,由不同拉伸速率下的肝组织的应力-应变特性,得出平均失效应力和平均失效应变与拉伸速率的关系;分析肝组织的应力松弛特性,并拟合应力松弛函数。(3)对肝组织进行切割时的切割力和能量进行研究,对比分析三种常用的本构模型,确定合适的肝组织本构模型,即Yeoh模型。该模型在应变小于30%情况下,能很好的拟合拉伸实验所得曲线;同时可以利用单轴拉伸实验数据建立模型,模拟肝组织在切割时的变形特性。求得模型参数后,构建切割刀具和肝组织的有限元模型,探讨最优的刀具竖直进给速度,结果表明:采用4mm/s的刀具进给速度较为合适。(4)阐述取材器械设计的基本原则,根据仿真所得的优化参数,结合机械设计软件对取材器械进行结构设计和分析。利用设计出的器械进行切割实验,以验证所得不同厚度切片的均匀性。本文主要研究固定后肝组织静力学特性以及切割特性,通过仿真分析,可以避免切割过程中的应力集中现象,很好的解决手工切割导致的取材不均匀的难题,为病理检测提供科学的取材方法和取材器械。
【关键词】：肝组织 生物力学试验 有限元仿真 取材器械
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R361
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-20
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 肝组织力学特性的研究现状12-13
• 1.3 肝组织结构特征与固定方法13-18
• 1.3.1 肝组织解剖结构及力学性能13-15
• 1.3.2 生物组织固定方法15-16
• 1.3.3 有限元模型16-17
• 1.3.4 提高取材试样质量的措施17-18
• 1.4 论文主要研究内容18-20
• 第2章 固定后肝组织力学特性试验20-32
• 2.1 试验设备和夹具20-21
• 2.1.1 试验设备20-21
• 2.1.2 试验夹具的设计21
• 2.2 试验试样制作21-22
• 2.3 试验过程22-23
• 2.3.1 单向拉伸试验22-23
• 2.3.2 双面剪切试验23
• 2.4 数据处理和分析23-31
• 2.4.1 应力-应变特性24-25
• 2.4.2 应力松弛特性25-27
• 2.4.3 拉伸极限特性27-30
• 2.4.4 剪切特性30-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第3章 有限元模型建立及切割仿真32-50
• 3.1 组织材料本构模型32-34
• 3.2 固定后肝组织模型的建立34-36
• 3.2.1 固定后肝组织材料的基本假设34-35
• 3.2.2 常用材料模型对比35-36
• 3.3 Yeoh模型参数的确定36-38
• 3.4 有限元切割过程仿真38-48
• 3.4.1 有限元方法及软件概述38-41
• 3.4.2 固定后肝组织切割原理41-44
• 3.4.3 切割过程参数仿真优化44-48
• 3.5 本章小结48-50
• 第4章 取材器械设计及切割试验50-70
• 4.1 切割器械设计的基本原则50-52
• 4.2 取材器械主要部件设计52-64
• 4.2.1 切割机构52-55
• 4.2.2 往复运动机构55-57
• 4.2.3 竖直运动机构57-62
• 4.2.4 切割台62-64
• 4.3 取材器械整体结构及工作原理64-67
• 4.4 实体机切割试验67-69
• 4.5 本章小结69-70
• 第5章 结论与展望70-72
• 5.1 结论70-71
• 5.2 研究展望71-72
• 参考文献72-76
• 作者简介及科研成果76-77
• 致谢77

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