軟組織針穿刺變形測(cè)量摩擦耐滲透性測(cè)試系統(tǒng)
多功能組織材料生物力學(xué)特性、電位分布測(cè)試分析表征系統(tǒng)
之針穿刺軟組織實(shí)驗(yàn)與穿刺力力學(xué)建模
通過(guò)針穿刺軟組織,得出針穿刺軟組織國(guó)產(chǎn)中穿刺力隨位移變化的數(shù)據(jù)、厚度信息以及耐滲透性測(cè)試和穿刺過(guò)程摩擦力系數(shù)測(cè)試分析。
隨著軟組織針穿刺過(guò)程在臨床醫(yī)學(xué)手術(shù)中越來(lái)越多的應(yīng)用,對(duì)于穿刺手術(shù)的精度和成功率要求也不斷提高。軟組織針穿刺過(guò)程中軟組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)形變和穿刺針針尖軌跡變化,往往會(huì)影響穿刺過(guò)程的精度和有效性。因此建立一種軟組織針穿刺變形測(cè)量及顯示系統(tǒng)具有十分重要的意義。
當(dāng)針穿刺軟組織時(shí),針與其周圍組織相互作用,導(dǎo)致針體產(chǎn)生彎曲變形(撓曲),針尖偏離預(yù)定方向,進(jìn)而直接影響穿刺手術(shù)的定位精度.將針穿刺軟組織的過(guò)程視為準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程,并進(jìn)行離散化,建立針-組織相互作用模型.在該模型中,考慮到軟組織的非線性與各向異性,將針視為由一系列非線性彈簧支撐的懸臂梁,且各點(diǎn)的彈簧剛度彼此不同.建立針-組織相互作用中的摩擦力及切割力模型,借助于穿刺實(shí)驗(yàn),將穿刺力分解為摩擦力和切割力,進(jìn)而獲得力模型中的各個(gè)參數(shù).基于虛擬非線性彈簧模型和穿刺力模型,根據(jù)小勢(shì)能原理,采用瑞利-里茲法預(yù)測(cè)針的偏轉(zhuǎn),進(jìn)而獲得進(jìn)針過(guò)程中針尖的軌跡.仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該模型能夠地預(yù)測(cè)針尖位置,為穿刺路徑規(guī)劃提供理論依據(jù).
穿刺:
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耐滲透性測(cè)試涉及將探針(通常是針或圓錐形)插入材料中。 對(duì)于薄的柔性材料,耐滲透性是重要的終使用性能參考,其中鋒利的產(chǎn)品會(huì)損壞包裝材料。 各種參數(shù)會(huì)影響對(duì)滲透的響應(yīng),例如 膜厚,機(jī)械性能,穿透速度,探頭尺寸和形狀。
撓曲測(cè)試:
懸臂彎曲(或撓曲)測(cè)試表征了一個(gè)長(zhǎng)樣本的行為(一個(gè)維度只占其他兩個(gè)維度的十分之一)。在這種特定情況下,在垂直于其縱軸的一端施加外力,而另一端固定。該測(cè)試配置在評(píng)估材料的彎曲和撓曲特性時(shí)特別有用。在此設(shè)置中,不是通過(guò)壓頭的位移直接施加力(Fz),而是旋轉(zhuǎn)樣品的底部,以使樣品的末端推向平坦的壓頭(位于Fz)。扁平壓頭連接到位于上方的稱重傳感器,并記錄力(Fz)。位移(以度為單位)和載荷的同步記錄用于生成“力與角位移”形式的曲線。這種懸臂設(shè)置在材料的凹面產(chǎn)生壓縮應(yīng)力,在材料凸面產(chǎn)生拉伸應(yīng)力(在加載過(guò)程中)。理論上,破壞是從頂表面(在拉伸狀態(tài))發(fā)生的,在該表面上大量的反應(yīng)力矩會(huì)通過(guò)向下傳播的裂紋產(chǎn)生拉伸破壞。與三點(diǎn)彎曲測(cè)試相比,這種懸臂結(jié)構(gòu)對(duì)于橫截面不均勻的樣本或通常僅從一端抓取的長(zhǎng)樣本非常有用
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Mach-1-針頭穿透力和摩擦力測(cè)試(Needle Penetration and Friction Testing) | Puncture Test |
該系統(tǒng)模塊化集成壓縮、張力、剪切、摩擦、扭轉(zhuǎn)和2D/3D壓痕、3D輪廓及多力混合耦連測(cè)試的一體化微觀力學(xué)測(cè)試裝置。能對(duì)生物組織、聚合物、凝膠、生物材料、膠囊、粘合劑和食品進(jìn)行精密可靠的機(jī)械刺激和表征。允許表征的機(jī)械性能包括剛度、強(qiáng)度、模量、粘彈性、塑性、硬度、附著力、腫脹和松弛位移控制運(yùn)動(dòng)。
特點(diǎn)
1、適用樣品范圍廣:
1、適用樣品范圍廣:
1.1、從骨等硬組織材料到腦組織、眼角膜等軟組織材料
1.2、從粗椎間盤的樣品到極細(xì)纖維絲
2、通高量壓痕測(cè)試分析
◆無(wú)需表面平坦,可在不規(guī)則表面壓痕
◆壓痕同時(shí)可測(cè)量厚度信息
◆壓痕不要求壓縮軸垂直于樣品表面對(duì)齊
◆紅寶石壓頭,堅(jiān)固不易斷
◆樣品不需要從組織中收集
◆組織的破壞小
◆維持被測(cè)材料的機(jī)械環(huán)境及其與周圍材料的相互作用
◆測(cè)試多個(gè)站點(diǎn)mapping
2.1、三維法向壓痕映射非平面樣品整個(gè)表面的力學(xué)特性
2.2、48孔板中壓痕測(cè)試分析
3、力學(xué)類型測(cè)試分析功能齊全
模塊化集成壓縮、張力、剪切、摩擦、扭轉(zhuǎn)、穿刺、摩擦和2D/3D壓痕、3D表面輪廓、3D厚度等各種力學(xué)類型支持,微觀結(jié)構(gòu)表征及動(dòng)態(tài)力學(xué)分析研究
4、高分辨率:
4.1、位移分辨率達(dá)0.1um
4.2、力分辨率 達(dá)0.025mN
5、 行程范圍廣:50-250mm
6、體積小巧、可放入培養(yǎng)箱內(nèi)
7 、高變分辨率成像跟蹤分析
8、多軸向、多力偶聯(lián)刺激
9、活性組織電位分布測(cè)試分析
10、產(chǎn)品成熟,文獻(xiàn)量達(dá) 上千篇
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典型測(cè)試材料:
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