A comparative study of anisotropic hyperelastic models of biological soft tissues

Son yirmi yılda, biyolojik yumuşak dokuların mekanik davranışına süreklilik mekanik perspektifinden yaklaşılan ilgide önemli bir artış olmuştur. Birçok araştırmacı, biyolojik yumuşak dokuların anizotropik hiperelastik davranışını temsil etmek için çeşitli yapısal modeller geliştirmiştir. Genel olarak, değişmez ve fiber dağılımına dayalı modeller, modelleme adımları sırasında dikkate alınan iki ana kategoridir. Anizotropik modeller arasında, fiber dağılımına dayalı yapısal modellerin, değişmez tabanlı modellere göre dokuların anizotropik davranışını yakalamak için yüksek performansa sahip olduğu bilinmektedir. Biyolojik yumuşak dokuların tipi ve farklı yükleme durumları altında mevcut deneysel veri setlerinin sayısı, uygun modelin seçilmesinde önemli bir rol oynamaktadır. Hiperelastik modellerin sayısının artması ile modeller arasında karşılaştırma yapmak ve uygun olanı seçmek bu alandaki araştırmacılar için çok önemli bir faktör haline gelmektedir. Bu çalışmada 9 anizotropik hiperelastik modelin uyum performansı sunulmuştur. Yapısal modellerin parametreleri, genetik bir algoritma kullanılarak bulunmuştur. MATLAB bünyesindeki fmincon yardımcı programı kullanılarak sonuçların daha da iyileştirilmesi gerçekleştirilmiştir. Parametre optimizasyonu sırasında tek eksenli ve eş-çift eksenli yükleme modları için iyi bilinen veri setleri göz önünde bulundurulmuştur.