Biomechanics of brain for computer assisted surgery

Many modern applications of technology to medicine require knowledge of mechanical properties of very soft tissues. In this paper a model of mechanical properties of brain tissue is described and identified. A non-linear, viscoelastic model based on the generalization of the Ogden strain energy hyperelastic constitutive equation is proposed. The material parameters are identified using in-vitro experimental results. The model accounts well for brain tissue deformation behaviour in both tension and compression for strain rates typical for surgical procedures and natural strain between -0.3 and 0.2.

---

Wiele nowoczesnych zastosowań technologii w medycynie wymaga znajomość, własności mechanicznych tkanek "bardzo" miękkich. W pracy opisano i zidentyfikowano model własności mechanicznych tkanki mózgowej. Zaproponowano nieliniowy model konstytutywny oparty na uogólnieniu funkcji energii Ogdena. Stałe materiałowe zidentyfikowana na podstawę pomiarów in-vitro. Model dobrze opisuje własności tkanki zarówno przy ściskaniu jak i rozciąganiu dla prędkości odkształcenia typowych dla procedur chirurgicznych w zakresie naturalnych odkształceń pomiędzy -0.3 a 0.2.