مدل سازی فشردن بافت نرم با استفاده از روش المان محدود و مقایسه با نتایج تجربی

مدل¬سازی بافت نرم از جمله مباحث روز دنیا بوده و در دهه های اخیر رشد بسیار چشمگیری داشته است، یکی از کاربردهای این زمینه، آموزش جراحان و دانشجویان پزشکی است. دانشجویان پزشکی مجبورند روش های جراحی را با تمرین بر روی بیماران واقعی بیاموزند و این امر می تواند خطرات مهلکی برای بیماران به وجود آورد. برای جلوگیری از این خطرات سامانه¬های آموزش توسط واقعیت مجازی به وجود آمده اند، این امر باعث تعامل بین مهندسی و پزشکی شده است. در این پروژه سعی در مدل¬سازی بافت بدن برای کاربرد در سامانه¬های واقعیت مجازی شده است. برای این کار دستگاهی طراحی شده که به کمک آن بتوان نمودار نیرو-جابجایی بافت مورد نظر را استخراج نمود. سپس با کمک نتایج آزمایشگاهی به شبیه¬سازی بافت نرم بدن پرداختیم. برای این کار به کمک نرم¬افزار المان محدود ansysمدلی از بافت بدن را شبیه¬سازی نموده ایم. روش اجزاء محدود بسیار دقیق بوده و توانایی مدل¬سازی بافت نرم را به خوبی داراست، تنها اشکال روش های اجزاء محدود حجم بالای محاسبات می¬باشد. با توجه به آزمایش¬ها و بررسی¬های به عمل آمده رفتار بافت را هایپرالاستیک در نظر گرفتیم و برای انجام شبیه¬سازی هایپرالاستیک از روش moony – rivlin استفاده شده است. سپس با استخراج یک رابطه زمان واقعی به ارائه فرمولی جهت استفاده در سامانه¬های واقعیت مجازی پرداختیم.