【摘 要】
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肌肉组织的结构构成导致了肌肉的宏观力学性能呈现出各向异性特征,肌肉特性和功能的全面评估需要对肌肉组织各向异性参数的估计。正确描述肌肉组织各向异性结构特征,可以更准确地评估肌肉组织的生理病理特性。本文基于Christoffel理论,研究不同方向的压缩波速度和剪切波速度,反演肌肉组织的弹性常数矩阵,以此来表征肌肉组织的弹性特征。本文的研究内容如下:（1）理论上基于Christoffel方程反演肌肉组织
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肌肉组织的结构构成导致了肌肉的宏观力学性能呈现出各向异性特征,肌肉特性和功能的全面评估需要对肌肉组织各向异性参数的估计。正确描述肌肉组织各向异性结构特征,可以更准确地评估肌肉组织的生理病理特性。本文基于Christoffel理论,研究不同方向的压缩波速度和剪切波速度,反演肌肉组织的弹性常数矩阵,以此来表征肌肉组织的弹性特征。本文的研究内容如下:（1）理论上基于Christoffel方程反演肌肉组织的弹性常数矩阵,研究肌肉组织的横向各向同性弹性特征。通过有限元仿真研究肌肉组织不同方向上的压缩波速度及剪切波速度和弹性常数矩阵之间的关系。（2）构建低频振动剪切波超声成像系统测量仿体的剪切波速度,与已知的仿体弹性参量进行对比分析,验证所构建的试验系统测量剪切波速度的可行性和准确性;构建压缩波检测系统测量铝块的压缩波速度,与已知的仿体弹性参量进行对比分析,验证所构建的试验系统测量压缩波速度的可行性和准确性。（3）研究静态下离体腓肠肌肌肉组织不同方向上的机械波的速度,反演出肌肉组织的弹性常数矩阵中的各个弹性常数,以此来表征肌肉组织的弹性特征。通过搭建压缩波检测系统测量肌肉组织垂直于肌纤维方向上的压缩波速度来得到弹性常数C11的值为1.7454 GPa;测量平行于肌纤维方向上的压缩波速度获得弹性常数C33的值为2.7425 GPa。通过低频振动剪切波超声成像系统测量平行于肌纤维传播的剪切波速度逆推出弹性常数C44为95.6986k Pa;测量垂直于肌纤维传播的剪切波速度逆推出弹性常数C66为34.4270k Pa;由各个弹性常数之间的联系,计算出弹性常数C12为1.7453 GPa,弹性常数C13为2.1879 GPa。本文认为,可以通过Christoffel方程来反演肌肉组织的弹性常数矩阵,以横向各向同性肌肉组织的弹性常数矩阵对软组织的各向异性特性进行表征,为肌肉检测提供了新的思路。
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