瘢痕组织模型获得方法及穿刺病理性瘢痕注射评估方法技术

一种瘢痕组织模型获得方法，步骤包括有：步骤(1)、获得瘢痕组织样品的应力

【技术实现步骤摘要】
瘢痕组织模型获得方法及穿刺病理性瘢痕注射评估方法


[0001]本专利技术涉及医疗
，特别涉及一种瘢痕组织模型获得方法及基于这种瘢痕组织模型的穿刺病理性瘢痕注射评估方法。

技术介绍

[0002]皮肤瘢痕是人体组织创伤修复过程中的必然产物，分为普通瘢痕和病理性瘢痕，病理性瘢痕包括增生性瘢痕(hypertrophic scar，HS)和瘢痕疙瘩(keloid，KD)。
[0003]由于病理性瘢痕发病机制未完全明确，且缺乏特效治疗手段，成为临床医生最常见、治疗难度最大的慢性疾病，如何防治病理性瘢痕是目前国际医学研究的热点和难题。
[0004]局部药物注射被认为是早期防治病理性瘢痕的一线疗法，相关研究表明，瘢痕组织质地致密，不仅穿刺过程阻力较大，还常常会引起针头脱落、药物喷溅、注射层次不均，导致瘢痕和周围组织表面坏死或萎缩等不良反应，特别是患者在注射过程中伴有难以忍受的疼痛，依从性变差，治疗中断。
[0005]而现有病理性瘢痕药物注射的相关研究主要集中在药物种类、药物剂量和注射周期，对注射方式导致的针头脱落、药物喷溅和降低患者疼痛的相关研究较少。
[0006]因此，针对现有技术不足，提供一种瘢痕组织模型获得方法及基于这种瘢痕组织模型的穿刺病理性瘢痕注射评估方法以解决现有技术不足甚为必要。

技术实现思路

[0007]本专利技术的其中一个目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种瘢痕组织模型获得方法。该瘢痕组织模型获得方法通过瘢痕组织样品的应力
‑
应变曲线及本构模型即可得到精确度高的本构模型最优参数。
[0008]本专利技术的上述目的通过以下技术措施实现：
[0009]提供一种瘢痕组织模型获得方法,步骤包括有：
[0010]步骤(1)、获得瘢痕组织样品的应力
‑
应变曲线；
[0011]步骤(2)、根据本构模型及步骤(1)得到的应力
‑
应变曲线得到多组初始参数值；
[0012]步骤(3)、获得瘢痕组织的本构模型最优参数。
[0013]优选的，上述压缩速度为ξ的加载速率对瘢痕组织样品进行压缩测试，在压缩过程中记录位移和力，然后根据位移和力得到应力、应变，最终得到对应的应力
‑
应变曲线，其中，ξ大于0.1mm/min；
[0014]优选的，上述步骤(2)具体是：将步骤(1)得到的应力
‑
应变曲线导入Altai compose professional Editon软件，然后利用OML脚本与TCL/TK语言的接口将应力
‑
应变曲线传递至python程序，通过最小二乘法拟合，得到多组初始参数值。
[0015]优选的，上述OML脚本为对本构模型进行公式编写得到的脚本。
[0016]优选的，上述本构模型为Mooney
‑
Rivlin本构模型、Ogden本构模型、Yeoh本构模型或Neo
‑
Hooke本构模型。
[0017]优选的，上述本构模型为Yeoh本构模型应变能密度函数，由式(I)表示：
[0018]U＝C
10
(I1‑
3)+C
20
(I1‑
3)2+C
30
(I1‑
3)3……
式(I)；
[0019]其中U为应变能密度，I1为第一应变不张量，C
10
、C
20
和C
30
均为材料系数。
[0020]优选的，上述本构模型为Ogden本构模型应变能密度函数，由式(II)表示：
[0021][0022]其中σ
two
为应变能函数，λ为伸长率，μ1、μ2、α1和α2分别通过Ogden函数获得的材料力学参数。
[0023]优选的，上述λ由式(III)得到，
[0024][0025]其中ι0为初始材料高度，Δι为材料变形的高度。
[0026]优选的，上述步骤(3)具体包括有：
[0027]步骤(3.1)、根据步骤(2)得到的多组初始参数值，分别计算每组初始参数值的平均值，将平均值定义为初始值；
[0028]步骤(3.2)、将步骤(1)得到的应力
‑
应变曲线作为寻优的目标导入Ls
‑
OPT软件中，通过Problem global setup模块中的Parameter Setup以初始值与
‑
θ％的乘积作为下限，以平均值与+θ％的乘积作为上限，进行变量区间设置，且θ大于5；
[0029]步骤(3.3)、选用Sampling Metamodel Settings功能选取Radial Basis Function Network径向基函数网络算法，根据误差函数得到数值设置的目标参数，判断目标参数与阈值的大小，当目标参数小于阈值时进入步骤(3.3)，当目标参数大于或等于阈值时进入步骤(3.5)，所述阈值大于0；
[0030]步骤(3.4)、缩减迭代步数，并缩小上限及下限范围得到修改后变量区间，返回步骤(3.3)；
[0031]步骤(3.5)、根据当前的目标参数对应力
‑
应变曲线求解得到的求解值，并将求解值定义为本构模型最优参数，根据将本构模型最优参数代入本构型得到最优瘢痕组织模型。
[0032]优选的，上述误差函数由式(Ⅳ)表示：
[0033][0034]其中，x为待求瘢痕组织样品材料参数向量，n为测试点总数；为在第i个点对应的实验应力值，为在第i个点对应的有限元应力仿真响应值。
[0035]优选的，上述压缩测试的室内温度保持在20℃～23℃，湿度保持在50％～65％。
[0036]优选的，上述θ为20。
[0037]优选的，上述ξ为0.12mm/min～12mm/min。
[0038]优选的，上述阈值为1.0
×
10
‑3。
[0039]本专利技术的一种瘢痕组织模型获得方法，步骤包括有：步骤(1)、获得瘢痕组织样品的应力
‑
应变曲线；步骤(2)、根据本构模型及步骤(1)得到的应力
‑
应变曲线得到多组初始
参数值；步骤(3)、获得瘢痕组织的本构模型最优参数。本专利技术通过瘢痕组织样品的应力
‑
应变曲线及本构模型即可得到精确度高的本构模型最优参数。
[0040]本专利技术的另一目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种穿刺病理性瘢痕注射评估方法。该穿刺病理性瘢痕注射评估方法能准确模拟出瘢痕组织的注射数值，从而能减少对局部组织伤害、降低疼痛，提高瘢痕注射治疗的有效率。
[0041]本专利技术的上述目的通过以下技术措施实现：
[0042]提供一种穿刺病理性瘢痕注射评估方法,通过预先得到注射器模型与上述得到的最优瘢痕组织模型进行模拟，得到注射数值。
[0043]本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种瘢痕组织模型获得方法,其特征在于，通过如下步骤进行：步骤(1)、获得瘢痕组织样品的应力
‑
应变曲线；步骤(2)、根据本构模型及步骤(1)得到的应力
‑
应变曲线得到多组初始参数值；步骤(3)、获得瘢痕组织的本构模型最优参数。2.根据权利要求1所述的瘢痕组织模型获得方法,其特征在于，所述步骤(1)具体是：压缩速度为ξ的加载速率对瘢痕组织样品进行压缩测试，在压缩过程中记录位移和力，然后根据位移和力得到应力、应变，最终得到对应的应力
‑
应变曲线，其中，ξ大于0.1mm/min；所述步骤(2)具体是：将步骤(1)得到的应力
‑
应变曲线导入Altai compose professional Editon软件，然后利用OML脚本与TCL/TK语言的接口将应力
‑
应变曲线传递至python程序，通过最小二乘法拟合，得到多组初始参数值；所述OML脚本为对本构模型进行公式编写得到的脚本。3.根据权利要求2所述的瘢痕组织模型获得方法,其特征在于：所述本构模型为Mooney
‑
Rivlin本构模型、Ogden本构模型、Yeoh本构模型或Neo
‑
Hooke本构模型。4.根据权利要求2所述的穿刺病理性瘢痕注射评估方法,其特征在于：所述本构模型为Yeoh本构模型应变能密度函数，由式(I)表示：U＝C
10
(I1‑
3)+C
20
(I1‑
3)2+C
30
(U1‑
3)3……
式(I)；其中U为应变能密度，I1为第一应变不张量，C
10
、C
20
和C
30
均为材料系数。5.根据权利要求2所述的瘢痕组织模型获得方法,其特征在于：所述本构模型为Ogden本构模型应变能密度函数，由式(Ⅱ)表示：其中σ
two
为应变能函数，λ为伸长率，μ1、μ2、α1和α2分别通过Ogden函数获得的瘢痕组织样品材料力学参数；λ由式(Ⅲ)得到，其中ι0为初始瘢痕组织样品高度，Δι为瘢痕组织样品变形的高度。6.根据权利要求2至5任一所述的瘢痕组织模型获得方法,其特征在于，所述步骤(3)具体包括：步骤(3.1)、根据步骤(2)得到的多组初始参数值，分别计算每组初始参数值的平均值，将平均值定义为...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨斌，钟静，杨媛媛，
申请(专利权)人：南方医科大学皮肤病医院广东省皮肤病医院，广东省皮肤性病防治中心，中国麻风防治研究中心，
类型：发明
国别省市：