In vivo indenter experiments on soft biological tissues for identification of material models and corresponding parameters
Mekanik malzeme modeli ve ilgili parametrelerin kestirilmesi için yumuşak biyolojik dokular üstünde yapılan yerinde indentör deneyleri
- Tez No: 185748
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ERGİN TÖNÜK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 380
Özet
Yumuşak biyolojik dokular canlı olmaları ve fizyolojik yapıları sebebiyle karmaşık bir mekanik davranış sergilerler. Bu mekanik davranışın iyi anlaşılması ve çeşitli uygulamalarda kullanılması için yapılacak ilk çalışma özellikle yerinde (in-vivo) olarak gerçekleştirilecek deneylerdir. ODTÜ Makina Mühendisliği Bölümü Biyomekanik Laboratuarında bu amaç doğrultusunda geliştirilen bir indentör deney sistemi mevcuttur.Çalışmada ilk olarak hassas ve güvenilir deneylerin yapılabilmesi için indentör ve sistemi kontrol eden yazılım üzerinde çeşitli çalışmalar yapılmıştır. Çalışma sonucunda yerdeğiştirme ve yük ölçüm hassasiyetleri geliştirilmiştir. Alınan gürültülü verinin filtre edilmesi için daha iyi yöntemler önerilmiştir. Yazılımdaki bazı deney protokolleri geliştirilerek yeni protokoller eklenmiştir. Yine daha güvenilir deneylerin yapılabilmesi için cihaza yeni bir bağlantı sistemi eklenmiştir. Dokuların göstermiş olduğu anizotropik davranışı inceleyebilmek için elipsoid uçlar tasarlanıp üretilmiştir.Çalışmanın ikinci aşamasında önkol iç yüzeyinde (medyalinde) deneyler yapılmıştır. Bu deneylerde yumuşak biyolojik dokuların viskoelastik özelliklerini gösteren histeresiz, gevşeme ve sünme davranışları gözlenmiştir. Viskoelastik davranışlarına ek olarak alışma (Mullin) etkisi ve anizotropik yanıtlar incelenmiştir. Yine gevşeme ve sünme deney sonuçları kullanılarak bu verileri modelleyebilecek Prony serilerine ait parametrelerin değerleri tespit edilmiştir.Çalışma ile birlikte yumuşak biyolojik doku davranışlarına dair önemli sonuçlara ulaşılmış ve bu sayede yumuşak biyolojik doku mekanik davranışı daha iyi anlaşılmıştır. Ayrıca yerinde (in-vivo) deneylerin zorlukları gözlenmiş ve bu zorlukları en alt düzeye indirebilecek hususlar açıklanmıştır. Son olarak bilgisayar andırımlarında kullanılmak üzere temiz deneysel veriler elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Soft biological tissues, being live and due to their physiological structures, display considerably complex mechanical behaviors. For a better understanding and use in various applications, first study to be carried out is the tests made particularly as in vivo. An indenter test device developed for this purpose in the METU, Department of Mechanical Engineering, Biomechanics Laboratory is operational.In this study, in order to carry out precise and dependable tests, initially, various tests and improvements were conducted on the device and the software controlling the device. At the end of this study, displacement and load measurement accuracies and precisions were improved. Better algorithms for filtering the noisy data were prepared. Some test protocols within the software were improved and new protocols were annexed. To be able to conduct more dependable tests a new connection system was attached to the device. In order to study the anisotropic behavior of soft tissues ellipsoid tips were designed and produced.In the second phase of the study, tests on medial forearm were carried out. In these tests, hysteresis, relaxation and creep behaviors displaying the viscoelastic properties of the soft biological tissues were observed. In addition to viscoelastic behaviors, preconditioning (Mullin?s) effect and anisotropic response were examined. By using the results of the relaxation and creep tests, parameters of the Prony series capable of modelling these data were determined.With this study, some important conclusions regarding the soft biological tissues were drawn and thus the behaviors of the soft biological tissues were better understood. Besides, the difficulties inherent to in-vivo tests were recognized and actions to reduce these difficulties were explained. Finally, clean experimental data, to be used in the computer simulations, were obtained.
Benzer Tezler
- Formulation and implementation of a fractional order viscoelastic material model into finite element software and material model parameter identification using in-vivo indenter experiments for soft biological tissues
Yumuşak biyolojik dokular için kesirli türevler yardımıyla malzeme modeli oluşturulması ve sonlu elemanlar analizi yazılımına uygulanarak malzeme parametrelerinin yerinde canlı indentör deneyleri kullanılarak elde edilmesi
NAGEHAN DEMİRCİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
BiyomühendislikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bölümü
YRD. DOÇ. DR. ERGİN TÖNÜK
- In-vivo testing of biological bulk soft tissues by a non-axisymmetric tip indenter using displacement and force control
Yumuşak biyolojik dokular üstünde aksisimetrik olmayan uçlarla yer değiştirme ve kuvvet kontrollü yerinde-canlı indentör deneyleri
PARINAZ ASHRAFI
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
BiyomühendislikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ERGİN TÖNÜK
PROF. DR. MURAT BOZKURT
- Orthocryl'in demineralize dişlerin remineralizasyonuna etkisinin in vivo olarak incelenmesi
Başlık çevirisi yok
SEVAL ÖLMEZ
- Identification of soft tissue mechanical material model and corresponding parameters from in vivo experimental data by using inverse finite element method
Yumuşak doku mekanik malzeme modeli ve model parametrelerinin canlı dokuda ve yerinde deneylerden elde edilen verilerle evrik sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak kestirilmesi
KEREM ÜSÜ
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ERGİN TÖNÜK
- Mechanical properties of cancellous bone at human femoral head
İnsan femur başında süngersi kemiğin mekanik özellikleri
ACARHAN YİĞİT
Yüksek Lisans
İngilizce
1990
Tıbbi BiyolojiBoğaziçi ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. HİKMET ÜÇIŞIK
