مطالعه رفتار بیومکانیکی بافت مغز توسط مدل های المان محدود الاستیک و هایپرالاستیک

Abstract

به منظور دستیابی به مدل مناسب برای توجیه رفتار بیومکانیکی مغز و تغییر شکل و جابجایی بطن ها، دو نوع مدلسازی کامپیوتری کرنش صفحه ای الاستیک و هایپرالاستیک بافت مغز بر اساس تحلیل المان محدود به کار گرفته شده و مورد مقایسه قرار گرفته اند. اسکن بیمار مبتلا به هماتوم اپی دورال، با فرض کرنش صفحه ای الاستیک و هایپرالاستیک مدلسازی شد. سپس با اعمال پارامترهای مکانیکی نسجν) ، E، C01 و (C10 و تغییر فشار داخل بطنی، میزان جابجایی نقاط مشابه در بطن مدلسازی شده، با بطن واقعی مقایسه شد و نهایتا مقادیری با کمترین میزان خطا را به دست می داد، مشخص گردید. این شبیه سازی ها در بارگذاری های متفاوت با فشار داخل بطنی مختلف نشان داد که عدم توجه به افزایش فشار داخل بطنی نتایج غیر قابل قبولی خواهد داشت. به طور خاص، در بارگذاری کرنشی یک طرفه با ΔP=0 دیواره های بطن سمت هماتوم به نحو قابل ملاحظه ای روی هم قرار می گیرد. بهترین نتایج برای مدل الاستیک با افزایش فشارΔP=1.25 kpa و برای مدل هایپرالاستیک با ΔP=1.00 kpa به دست آمد که با شرایط بالینی بیمار مورد مطالعه سازگار بود. بنابراین مدلسازی بیومکانیکی کرنش صفحه ای در بارگذاری های کرنشی یک طرفه (شرایطی که مشابه کاربرد سیستم های ناوبری در جراحی است)، بدون توجه به هندسه و تغییرات فشار داخل بطن ها نتایج قابل قبولی به دست نمی دهد. با در نظر گرفتن پارامترهای فوق، استفاده از مدل های الاستیک (با دقت نسبی متوسط 88.7%) در مقایسه با هایپرالاستیک (با دقت نسبی متوسط 86.9%) نتایج بهتری در توجیه رفتار مکانیکی مغز در ضایعه هماتوم اپی دورال به همراه خواهد داشت.