Skip to main content
SUPERVISOR
حسین صالحی رزوه (استاد مشاور) رضا جعفری ندوشن (استاد راهنما)
 
STUDENT
Amirmohammad Felfelian
امیرمحمد فلفلیان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Experimental study and finite element modeling of mechanical properties of brain tissue
A bstract Brain injury is the leading cause of death and disability worldwide every year. Estimating the location and degree of brain injury has always been an important factor which it can save people from death. Researchers have been pursuing this goal through different methods. Computational models of head are valuable tools to predict human brain mechanical behavior in health and diseases. One of the most significant challenge in the Computational models of head is brain tissue examination in terms of “anisotropy” behavior as it can change all modeling procedures. In this study, an anisotropy of various components of the brain tissue has been investigated using the state-of-the-art “digital image correlation” method. For this aim, the lateral strains were earned in two different directions for various component of brain tissue. The brain stem components were examined and were proved to be anisotropic. Moreover, the corona radiata and a combination of white and gray matter, the reference behavior of whole brain in the related literature, were analyzed. Experimental tests revealed the medulla oblongata, pons and midbrain, all parts of the brain stem, to be transversely isotropic and corona radiate is an isotopic matter. Furthermore, the combination of gray and white matter depends on the feature of specimen. Moreover, in this study, importance of using an accurate method for extracting the mechanical properties of the brain tissue was examined. For this reason Effect of experimental boundary conditions in experiments and heterogeneous of deformation and stress were considered. The deficiency of the common method for calculating material parameters was investigated and finally, the brain tissue parameters for different constitutive models were computed using particle swarm optimization algorithm and complete modeling of boundary conditions of tests performed on the brain. Keywords: Mechanical behavior of brain tissue, Digital image corroletion, Particle swarm optimization, Corona radita, Brain stem
هر ساله میلیون ها نفر در سرتاسر جهان براثر آسیب های مغزی دچار مرگ می شوند. تشخیص محل و میزان آسیب های مغزی همواره به عنوان یک عامل مهم در پیش گیری از این مرگ ومیرها بوده است و محققان به مدل سازی بافت مغز در شرایط ضربه و عمل جراحی روی آورده اند. از چالش های مدل سازی بافت مغز بررسی همسانگردی بافت در نقاط مختلف آن و نحوه ی استخراج خواص بافت از آزمایش های انجام شده بر روی آن است. در این مطالعه، اهمیت استفاده از روشی صحیح برای استخراج خواص مکانیکی بافت مغز مورد بررسی قرار می گیرد. به این منظور اثر شرایط مرزی در آزمایش ها و میدان ناهمگن تغییرشکل و تنش در نظر گرفته می شود. در نهایت با استفاده از روش الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات و مدل سازی کامل شرایط مرزی آزمایش های انجام شده بر روی مغز، خواص مکانیکی اجزای مختلف بافت مغز محاسبه می گردد. نشان داده می شود که در صورت استفاده از روش ارائه شده در این پایان نامه برای محاسبه ثوابت مغز خطای مدل سازی که در حدود 40 درصد است حذف خواهد شد. یکی از چالش هایی که در پیش روی محققان می باشد همسانگردی یا ناهمسانگردی اجزای مختلف بافت مغز است. در این مطالعه برای اولین بار با استفاده از روش برهم نگاری تصویر به بررسی ناهمسانگردی اجزای مختلف بافت مغز پرداخته می شود. به این منظور کرنش جانبی در دو راستای مختلف برای اجزای مختلف بافت مغز اندازه گیری می شود. آزمایش ها در ناحیه هایی از مغز که دارای آکسون های هم جهت هستند شامل بصل النخاع، پل، مغز میانی و همچنین در تاج شعاعی که آکسون ها در همه جهات پراکنده اند انجام می گیرد. همچنین آزمایش هایی بر روی ترکیب ماده سفید و خاکستری به عنوان بافتی که در بسیاری از تحقیقات رفتار آن به عنوان رفتار بافت مغز معرفی شده است انجام می گیرد. کلمات کلیدی:رفتار مکانیکی بافت مغز، برهم نگاری تصویر، بهینه سازی ازدحام ذرات، تاج شعاعی، ساقه مغز

ارتقاء امنیت وب با وف بومی