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1、苏州大学本科生毕业设计（论文）目录摘要摘要.1ABSTRACT.2前言前言.3第一章第一章 肿瘤生长研究的模拟肿瘤生长研究的模拟.41.1 肿瘤生长模拟的必要性.41.2 肿瘤生长模拟发展过程.41.3 本章小结.5第二章第二章 生物力学模型生物力学模型.62.1 概述.62.2 生物力学的范围及其所需的基本资料.62.3 基于生物力学的肿瘤生长研究.72.3 生物力学模型的建立.82.4 本章小结.8第三章第三章 基于基于 Comsol 的有限元分析法的有限元分析法.93.1 有限元分析法.93.1.1 有限元分析法发展.93.1.2 有限元分析法基本思路.103.2 Comsol 软件.1
2、13.2.1 Comsol 软件简介.113.2.2 Comsol 有限元分析.123.3 本章小结.12第四章第四章 Comsol 软件的仿真以及结果处理软件的仿真以及结果处理.134.1 基于 Comsol 的生物力学仿真.134.1.1 建立力学仿真模型.134.1.2 力学参数的设定.154.1.3 有限元剖分.174.1.4 绘图参数设定.184.1.5 肿瘤模拟结果图.194.2 连接 Matlab 的数据处理.20结论结论.22参考文献参考文献.23致谢致谢.24苏州大学本科生毕业设计（论文）1摘要摘要恶性肿瘤作为全球较大的公共卫生问题之一,极大地危害人类的健康,并将成为新世纪人
3、类的主要杀手。WHO世界癌症研究中心全球监测数据显示：2008 年全球癌症新发病例 1300 万，死亡 760 万，每 8 个死亡病例中就有 1 例癌症患者，而其中大多数发生在中低收入的发展中国家。用计算机模拟肿瘤生长将有助于人们了解肿瘤发生和发展的机理，对提高我国的肿瘤诊断和防治水平具有一定的意义。本文在以上背景下，模拟了基于生物力学的肿瘤生长。COMSOL Multiphysics作为全球第一款真正的多物理场耦合分析软件，被广泛适用于生物医学研究的各个领域。我们以COMSOL软件为基础，利用有限元算法模拟肿瘤的生长，并经过后处理模式，得到我们预估值和实际值之间的准确度，最后进行参数优化。关
4、键词关键词：肿瘤生长 模拟预测 有限元算法 生物力学苏州大学本科生毕业设计（论文）2ABSTRACTCancer，one of the larger global public health problem, has greatly endangered human health, and will become the main reason for death of human in the new century. WHO World Cancer Research Center Global Monitoring data shows that: the global cancer n
5、ew cases in 2008 were 13 million, in which 7.6 million deaths. There is one cancer patient in every eight deaths, most of which occurred in low and middle-income development countries. The simulation of tumor growth can help researchers to explore the mechanism of the tumor growth which in turn has
6、great significance for the diagnosis of tumor prevention and cure.In this work, we will use biomechanical model to predict tumor growth. As the worlds first true multi-physics coupling analysis software, COMSOL Multiphysics has been widely applied in various fields of biomedical research. We use the
7、 finite element method simulation of tumor growth based on Comsol software. Then we use post-processing mode to get the degree of agreement between the estimated and actual values. In the end, we will do the parameter optimization to get a better situation.Key words: Tumor Growth Simulation and pred
8、iction Finite Element Method Biomechanics苏州大学本科生毕业设计（论文）3前言前言肿瘤一般分为良性和恶性肿瘤。其中恶性肿瘤,也就是癌症，由于其高侵入性，高致命性和不可治愈性,成为威胁人类生命健康的最主要疾病之一。肿瘤是机体在各种致瘤因素作用下,局部组织的细胞基因调控失常,导致克隆性异常增生而形成的新生物。对肿瘤的研究表明,肿瘤在机体内的生长并非特异性细胞毫无节制地增长,从系统科学角度来讲,肿瘤可以看作是具有自组织能力的复杂线性动态系统。根据肿瘤物学特性及其对机体的危害不同,一般将肿瘤分为良性和恶性两大类。无论良性肿瘤还是恶性肿瘤,在其生长过程中随着肿瘤体
9、积的增大,都会对肿瘤边的人体正常组织造成挤压而出现各种症状。肿瘤的生长不仅挤压周围血管神经,引起严重的并发症,比如颅底肿瘤较大时出现失嗅、鼻出血、头疼、听力减退、耳鸣等症状,而表现较多的是颅神经麻痹,而且给临床手术带来巨大风险。为此,各国在癌症研究领域上投入了大量的人力，物力和财力。由于肿瘤是一个高度复杂的自组织动态系统,如果能够通过研究建立起肿瘤生长的数学模型,刻画出肿瘤生长的全部过程,发现肿瘤生长的内在机制,那么就会为治疗、预防肿瘤疾病带来新的希望。当前,流行的肿瘤生长模型是细胞Potts模型。但它存在着对肿瘤几何形状要求严格,计算开销昂贵等缺点。而在这方面有限元具有其它模型无法比拟的优势,基于此我们采用了有限元方法(FEM)来进行模拟。 由于
