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随着我国社会经济的发展和人民生活水平的提高，人们更加关注自身的健康问题，对生活品质和医疗条件的要求越来越高，对外科手术也提出了更高的要求。微创手术以创伤小、疼痛轻、失血少、手术感染风险低、术后恢复时间短等优点成为外科手术追求的目标。由于外科手术虚拟系统可以提供一个逼真的虚拟外科手术环境，能够应用于对医生操作技能的培训以及外科手术规划，减少或避免在真实手术中对患者造成伤害的风险，目前已成为外科领域的研究热点。然而，微创手术技术和虚拟外科手术系统的发展需要对生物软组织力学性能和切割机理进行全面深入的研究。 近十多年来，已有学者针对生物软组织切割机理进行了大量的研究，然而，这些研究主要是对生物软组织整体切割特性的研究。而大部分生物软组织主要是由胶原体、弹性体和平滑肌构成。这三种生物软组织成分的含量和结构差异使得不同生物软组织所表现出的力学性能和切割特性也会明显不同。本课题选取胶原体含量高的肌腱、弹性体含量较高的动脉管和平滑肌含量较高的胃肌层为对象，开展了切割实验，并分析了三种生物软组织成分对切割特性的影响。主要研究工作包括： （1）对三种典型生物软组织的组织成分含量和结构进行分析，开展单轴拉伸实验，比较了三种典型生物软组织的力学性能差异，并分析了三种组织成分对其力学性能的影响。 （2）自行搭建了一台生物软组织切割实验装置，在该切割装置上开展了三种典型生物软组织切割实验，从切割力、组织变形、断裂韧性、局部刚度等角度对三种典型生物软组织切割特性进行了比较，并分析了软组织成分对切割特性的影响：胶原纤维对软组织切割力的影响较大，弹性纤维则主要影响软组织的切割变形，而平滑肌则对切割特性影响相对较小。 （3）通过对三种典型生物软组织切割过程分析，并结合能量平衡方程，建立了生物软组织切割力模型，该模型能够很好地拟合三种典型生物软组织的切割力曲线。同时，通过分析三种组织成分对切割力模型的影响，表明该模型适合所有由胶原体、弹性体、平滑肌构成的生物软组织，只是不同生物软组织由于组织成分的差异而使得模型的系数有所不同。