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摘要
为快速、有效地评估缝合皮肤伤口所需的力，运用非线性有限元方法，对不同尺寸、不同材料参数皮肤伤口进行缝合力数值计算；以计算结果为样本，采用椭球基神经网络模型，构建了皮肤伤口缝合力预测模型；考虑到皮肤材料参数的不确定性会影响数值计算结果的可靠性，预测模型采用Monte-Carlo方法进行了皮肤材料参数的不确定性传播分析；最后，以猪皮为实验材料进行伤口缝合力预测分析与测量实验，验证了该方法的可靠性.结果表明，间断缝合椭圆形皮肤伤口，缝合点处所需缝合力按缝合针次呈先增后减趋势，峰值力发生在伤口中线前，40 mm×10 mm伤口，缝合力峰值约为1.7 N;40 mm×14 mm伤口，缝合力峰值约为2.5 N.受材料参数不确定性影响，缝合力预测结果最高有±0.6 N的波动.构建预测模型的理论方法，为皮肤等生物软组织材料参数不确定性传播问题提供了有效的解决思路，同时为机器人手术缝合提供重要的力学参考信息.
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