مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی قابلیت روش حس لامسه مصنوعی در تشخیص تومورهای بافت کبد با استفاده از نتایج تجربی و مدلسازی المان محدود با در نظر گرفتن رفتار هایپرالاستیک بافت و تومور

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی
2 عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
چکیده
سرطان های بافت نرم اغلب به صورت تغییر خواص مکانیکی بافت خود را نمایان می‌کنند. توسعه شیوه‌های نوین تشخیص سرطان با تکیه بر دو هدف اصلی که شامل افزایش قابلیت تشخیص زود هنگام و همچنین اعمال کمترین آسیب و تهاجم به بافت، همراه با افزایش دقت تشخیص می باشد، همواره از دغدغه های علم پزشکی بوده است. در این مقاله، از روش نوین حس لامسه مصنوعی جهت تشخیص سرطان بافت کبد استفاده شده است. بدین منظور از اطلاعات تجربی تست تنش-کرنش یک مدل کبد حیوانی جهت استخراج معادلات هایپر الاستیک حاکم بر بافت نرم استفاده شده است. ضرایب هایپرالاستیک به عنوان ورودی در نرم افزار المان محدود آباکوس وارد و فرآیند معاینه لمسی بافت شبیه سازی گردیده است. بافت کبد در نظر گرفته شده دارای یک تومور با پارامترهای مشخص مکانیکی و هندسی است. قابلیت روش حس لامسه مصنوعی در تشخیص و همچنین مکان یابی تومور مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین توانایی این روش در تشخیص تومورهای عمقی نیز بررسی شده است. در ادامه با توجه به اهمیت تعیین جنس تومور که عموما از روش نسج شناسی قابل تحصیل است، تأثیر نسبت سختی تومور به بافت مورد تحلیل قرار گرفته و کارآمد بودن روش حس لامسه مصنوعی در تشخیص، مکانیابی و تعیین نوع تومور مورد تأیید قرار گرفته است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Artificial tactile sensing capability in tumor detection of the liver tissue utilizing in vitro experimental data and hyperelastic finite element modeling

نویسندگان English

Milad Keshavarz Seifi 1
Mohammad Reza Farahnak 1
afsaneh mojra 2
1 K. N. Toosi University of Technology
چکیده English

Soft tissue abnormalities are often correlated with a change in the mechanical properties of the soft tissue. New developing non-invasive techniques with the ability of early detection of cancerous tissue with high accuracy is a challenging state of art. In this paper, a new method is proposed to investigate the liver tissue cancers. Hyperelastic behavior of a porcine liver tissue has been extracted from the in vitro stress-strain experimental tests of the tissue. Hyperelastic coefficients have been used as the input of the Abaqus FEM software and the palpation of a physician has been simulated. The soft tissue contains a tumor with specified mechanical and geometrical properties. Artificial tactile sensing capability in tumor detection and localization has been investigated thoroughly. In mass localization we have focused on deeply located tumor which is a challenging area in the medical diagnosis. Moreover, tumor type differentiation which is commonly achieved through pathological investigations is studied by changing the stiffness ratio of the tumor and the tissue. Results show that the new proposed method has a high ability in mass detection, localization and type differentiation.

کلیدواژه‌ها English

Artificial Tactile Sensing
Soft Tissue and Tumor
Hyperelasticity
Finite element analysis
Non-invasive technique