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J-GLOBAL ID：201702257839541376   整理番号：17A1493717

ヒト脳組織のレオロジー特性【Powered by NICT】

Rheological characterization of human brain tissue

著者 (8件)： Budday S. (Department of Mechanical Engineering, University of Erlangen-Nuremberg, 91058 Erlangen, Germany) ,  Sommer G. (Institute of Biomechanics, Graz University of Technology, 8010 Graz, Austria) ,  Haybaeck J. (Department of Neuropathology, Medical University of Graz, 8036 Graz, Austria) ,  Haybaeck J. (Department of Pathology, Otto-von-Guericke University Magdeburg, 39120 Magdeburg, Germany) ,  Steinmann P. (Department of Mechanical Engineering, University of Erlangen-Nuremberg, 91058 Erlangen, Germany) ,  Holzapfel G.A. (Institute of Biomechanics, Graz University of Technology, 8010 Graz, Austria) ,  Holzapfel G.A. (Norwegian University of Science and Technology, Faculty of Engineering Science and Technology, 7491 Trondheim, Norway) ,  Kuhl E. (Departments of Mechanical Engineering & Bioengineering, Stanford University, CA 94305, USA)
資料名： Acta Biomaterialia  (Acta Biomaterialia)
巻： 60  ページ： 315-329  発行年： 2017年 
JST資料番号： W3136A  ISSN： 1742-7061  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： ヒト脳のような超ソフト材料のレオロジーでは,地域的及び時間的変動と荷重の種類に非常に敏感である。最近の実験はヒト脳組織の時間に依存しない,超弾性応答の理解を形成してきたが,各種の荷重条件の下での時間依存性挙動は十分に理解されていない。多重荷重条件,せん断,圧縮および引張下の繰返しと緩和試験,ヒト脳,皮質,大脳基底核,放線冠,および脳梁の四つの異なる領域のレオロジーを理解するための結合を行った。有限粘弾性Ogden型モデルのファミリーを確立し,全ての荷重条件に対して同時にそれらのパラメータを較正した。はただ一つの粘弾性モードと一定粘度を持つモデルは脳組織の本質的な特徴を捕捉し:非線形性,プレコンディショニング,ヒステリシス,および引張-圧縮非対称性であることを示した。灰白質皮質におけるμ∞=0.7kPa,1=2.0kPa,および1=9.7sおよびradiata白質コロナにおけるμ∞=0.3kPa,1=0.9kPaおよび1=14.9s負パラメータα∞とα1の剛性と時定数,五パラメータモデルは自然に前処理と組織軟化を説明した。粘弾性モードの数を増やすことは,モデルと実験の間の一致,特に全緩和領域を横切るを改善した。驚くべきことに,プレコンディショニングの二サイクルにより三までの因子による灰白質剛性を減少したが,白質剛性はほとんど同じであった。これらの新しい洞察は,混合荷重条件の下での異なる脳領域のレオロジーをより良く理解することを可能にする。ヒト脳組織のための有限粘弾性Ogden型モデルのファミリーは,標準的な非線形有限要素パッケージに統合するために簡単である。多重荷重モードの同時パラメータ同定は生理的条件下で計算機シミュレーション,特に低から中程度の歪速度で情報を提供することができる。ヒト脳のレオロジーをより正確に発生および疾患中の脳の挙動をモデル化し,脳外科的処置の転帰を予測することを可能にするであろう。最近の実験はヒト脳組織の時間に依存しない,超弾性応答の理解を形成してきたが,有限歪で種々の負荷条件下における時間依存性挙動は十分に理解されていない。本論文では,有限粘弾性Ogdentypeモデルのファミリーを介してヒト脳組織のレオロジーを特性化し,脳の四つの異なる領域における多重荷重モードに対するそれらのパラメータを同定した。も,ただ一つの粘弾性モードおよび五つの材料パラメータを用いて,このファミリーの最も簡単なモデルは,脳組織の本質的な特徴を自然に捕らえることを示した:その特徴的な非線形性,プレコンディショニング,ヒステリシス,および引張-圧縮非対称性。初めて,著者らは同時にせん断,圧縮,引張,せん断緩和,および圧縮緩和の荷重の単一パラメータを同定した。このパラメータセットは生理的条件下で計算機シミュレーション,荷重は混合モード性質の自然に重要である。ヒト脳のレオロジーは,神経外科術を予測し,脳損傷基準を通知し,保護装置の設計を改善するのを助けるであろう。Copyright 2017 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【Powered by NICT】

シソーラス用語： 歪速度 ,  ヒステリシス ,  キャラクタリゼーション ,  引張 ,  *レオロジー ,  モデリング ,  時間依存性 ,  *ヒト ,  剛性 ,  非線形性 ,  経時変化 ,  粘弾性 ,  計算機シミュレーション ,  剪断
準シソーラス用語： *脳組織 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： ヒト脳 ,  レオロジー試験 ,  有限粘弾性 ,  Ogdenモデル ,  パラメータ同定

分類 (1件)： 中枢神経系  (EJ12030F)

タイトルに関連する用語 (3件)： ヒト ,  脳組織 ,  レオロジー特性