Yerinde-Canlı İndentör Deneylerinden Elde Edilen Yumuşak Doku Mekanik Davranışı Modellemek için Sanki Doğrusal Viskoelastik Malzeme Modelleri

Authors : Kerem ÜSÜ, Engin TÖNÜK

Pages : 32-40

View : 16 | Download : 7

Publication Date : 2008-05-01

Article Type : Research Paper

Abstract :Bu çalışmanın amacı yumuşak biyolojik dokuların farklı deney protokollerindeki mekanik davranışlarını sanki-doğrusal viskoelastik malzeme modeli kullanarak mümkün olan en az malzeme sabiti değişimi ile bilgisayarda andırmaktır. Yumuşak dokular doğrusal olmayan gerilim- gerinim davranışı, gevşeme, sünme, hisîeris ve alışma (Mullins etkisi) gibi alışılageldik mühendislik malzemelerinden farklı tepkiler verirler. Yumuşak dokular modelleme amaçlı olarak genellikle sanki-elastik veya viskoelastik kabul edilirler. Bu çalışmada, indendir deneyleri sonucunda elde edilen yumuşak doku yer değiştirme-tepki kuvveti-zaman verileri kullanılarak deney bölgesi ve yakın çevresinin, sonlu elemanlar modeli oluşturulmuştur. Yumuşak doku malzeme modeli olarak viskoelastik malzeme modeli, rastgele başlangıç katsayıları ile kullanılmış, evrik sonlu elemanlar yöntemi aracılığıyla sonlu elemanlar andıranındaki yumuşak doku yer değiştirmesi-tepki kuvveti- zaman sonuçları deneysel sonuçlarla arzu edilen yakınlığa ulaşıncaya kadar malzeme katsayıları değiştirilmiştir. Andının sonuçlan, deneysel gevşeme ve sünme davranışlarını sırasıyla % 0.74 ve % 0.31 normalize edilmiş hata kareleri toplamı değerleriyle modellemiştir. Bu değerler, kullanılan malzeme modelinin yumuşak biyolojik doku davranışının kestirimine uygun olduğunu ve elde edilen malzeme katsayılarının yumuşak dokuyu istenen hassasiyette temsil ettiğini göstermektedir. İndentör deney sonuçları ve burada sunulan yöntem kullanılarak insan bedeninin çevre ile mekanik etkileşimi kişiye ve dokuya özel olacak biçimde ve hassas olarak modellenebilir.
Keywords : Yumuşak doku, viskoelastisite, evrik sonlu elemanlar modeli