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Journal of Robotic Surgery
Erschienen in: Journal of Robotic Surgery 4/2015

01.12.2015 | Original Article

Toward high-speed 3D nonlinear soft tissue deformation simulations using Abaqus software

verfasst von: Ashraf Idkaidek, Iwona Jasiuk

Erschienen in: Journal of Robotic Surgery | Ausgabe 4/2015

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Abstract

We aim to achieve a fast and accurate three-dimensional (3D) simulation of a porcine liver deformation under a surgical tool pressure using the commercial finite element software Abaqus. The liver geometry is obtained using magnetic resonance imaging, and a nonlinear constitutive law is employed to capture large deformations of the tissue. Effects of implicit versus explicit analysis schemes, element type, and mesh density on computation time are studied. We find that Abaqus explicit and implicit solvers are capable of simulating nonlinear soft tissue deformations accurately using first-order tetrahedral elements in a relatively short time by optimizing the element size. This study provides new insights and guidance on accurate and relatively fast nonlinear soft tissue simulations. Such simulations can provide force feedback during robotic surgery and allow visualization of tissue deformations for surgery planning and training of surgical residents.
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Metadaten
Titel
Toward high-speed 3D nonlinear soft tissue deformation simulations using Abaqus software
verfasst von
Ashraf Idkaidek
Iwona Jasiuk
Publikationsdatum
01.12.2015
Verlag
Springer London
Erschienen in
Journal of Robotic Surgery / Ausgabe 4/2015
Print ISSN: 1863-2483
Elektronische ISSN: 1863-2491
DOI
https://doi.org/10.1007/s11701-015-0531-2

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