頸椎骨銑削表面溫度變化規(guī)律與預測研究.pdf

1、目前，頸椎手術(shù)中頸椎骨銑削的好壞大多依賴于醫(yī)生的操作技巧和實踐經(jīng)驗，手術(shù)具有較高的風險性。頸椎骨銑削同金屬銑削有諸多不同，尤其是銑削過程產(chǎn)生大量的熱量，會導致骨組織壞死和鄰近神經(jīng)組織的熱損傷。研究表明，骨組織的活性與溫度及高溫持續(xù)時間有很大關(guān)系，高溫導致酶的活性急劇降低，同時，高溫會造成骨細胞脫水，進而死亡。由于骨組織及其他周圍組織對溫度較為敏感；頸椎骨模型復雜，銑削溫度變化情況復雜；頸椎骨組織材料屬于非勻質(zhì)材料，較難找出其傳熱規(guī)律等，

2、對頸椎骨銑削的機理進行基礎(chǔ)性研究，從而使醫(yī)生對頸椎骨手術(shù)過程中的熱損傷有直觀的量化感知是頸椎骨手術(shù)研究的重點。
　　針對頸椎骨銑削生熱的問題，首先，本文對頸椎骨醫(yī)學掃描CT數(shù)據(jù)進行可視化處理，通過Mimics、Geomagic等多軟件間的結(jié)合，對頸椎骨模型進細節(jié)優(yōu)化以適應有限元分析的要求，通過UG將骨骼的三維模型實體化，導出可用的三維模型。其次，本文通過對銑削傳熱理論的深入研究，借鑒移動熱源理論，將單刃銑削的情況等效為移動的持續(xù)發(fā)

3、熱熱源，建立了適合骨骼銑削的傳熱模型。然后，基于骨骼銑削的傳熱模型，通過對骨骼材料模型的定義，利用DEFORM對骨骼的銑削過程進行有限元分析，得出了頸椎骨銑削溫度、銑削力與銑削深度、銑削速度之間的關(guān)系，同時，對銑削后銑削溫度在骨骼縱深上的分布做了研究，使頸椎骨表面溫度變化規(guī)律有了直觀的呈現(xiàn)。最后，基于頸椎骨銑削溫度與各銑削參數(shù)之間的關(guān)系，利用MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱對影響銑削溫度的各因素進行訓練，建立了復雜的銑削溫度變化規(guī)律同各銑削參