Влияние критерия Хилла-Друкера на параметры гиперупругой модели Муни-Ривлина молочной железы
С.А. Муслов

, П.Ю. Сухочев

, А.Н. Никишенко

, А.А. Корнеев

, М.В. Чистяков

, М.В. Федотова

Abstract: По данным ВОЗ, к 2050 году во всем мире будет ежегодно диагностироваться 3,2 миллиона новых случаев рака молочной железы, а число смертей достигнет 1,1 миллиона. Специалисты считают, что этот рост можно замедлить с помощью профилактических мер и разработки программ ранней диагностики и лечения. Существуют различные методы обнаружения раковых тканей, одним из которых является измерение жесткости молочной железы. Таким образом, параметры, характеризующие деформационные свойства железистых тканей, могут служить биомаркерами для ранней диагностики рака. Гиперупругие модели приобрели значительную популярность в последние десятилетия для описания этих свойств. Хорошо известно, что гиперупругие модели описывают поведение материалов, демонстрирующих нелинейные зависимости напряжение-деформация, и ряд исследований показал, что изменения этих гиперупругих параметров могут указывать на различные заболевания. Кроме того, некоторые исследования показали, что изменения параметров гиперупругих свойств тканей являются предикторами различных заболеваний. В данном отчете анализируется двухпараметрическая гиперупругая модель Муни-Ривлина как в ее стандартной форме, так и с учетом критерия устойчивости Хилла-Друкера. Были обнаружены существенные различия в параметрах модели C10, C01, а также в начальном модуле Юнга E0 и гиперупругих кривых напряжение-деформация σ(λ).
Keywords: грудь; критерий Хилла-Друкера; гиперупругие модели; Муни-Ривлин; устойчивость
| References: (click to open/close) | [1] Kim J, Harper A, McCormack V, Sung H, Houssami N, Morgan E, Mutebi M, Garvey G, Soerjomataram I, Fidler-Benaoudia MM., 2025. Global patterns and trends in breast cancer incidence and mortality across 185 countries. Nat Med. Apr; 31, 4, 1154-1162. doi: 10.1038/s41591-025-03502-3. [2] Giaquinto AN, Sung H, Newman LA, Freedman RA, Smith RA, Star J, Jemal A, Siegel RL., 2024. Breast cancer statistics. CA Cancer J Clin. Nov-Dec;74, 6, 477-495. doi: 10.3322/caac.21863. [3] Mooney, M., 1940. Theory of large elastic deformation. Journal of Applied Physics, 11, 9, 582–592. https://doi.org/10.1063/1.1712836 [4] Rivlin, RS, 1948. Large elastic deformations of isotropic materials. IV. Further development of the general theory, Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences, 241, 835, 379–397. https://doi.org/10.1098/rsta.1948.0024 [5] Mehrabian H, Campbell G, Samani A.A. 2010. Constrained reconstruction technique of hyperelasticity parameters for breast cancer assessment. Phys Med Biol. Dec 21;55, 24, 7489-508. doi: 10.1088/0031-9155/55/24/007. [6] Hill R., 1958. General theory of uniqueness and stability in elastic-plastic solids, Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 6, 236–249. https://doi.org/10.1016/0022-5096(58)90029-2. [7] Drucker D.C., 1959. A definition of a stable inelastic material, Journal of Applied Mechanics, 26, 101–195. https://doi.org/10.1115/1.4011929. [8] N. Kumar, V.V. Rao, 2016. Hyperelastic Mooney-Rivlin model: Determination and physical interpretation of material constants, MIT International Journal of Mechanical Engineering, 6, 1, 43-46. [9] Muslov S.A., Arutyunov S.D., 2021. Physical properties of tooth tissues. Moscow: Practical Medicine, ISBN 978-5-98811-642-4. – 176 pages. DOI 10.17513/np.597. [10] Muslov S.A., Pertsov S.S., Arutyunov S.D., 2023. Physical-mechanical properties of biological tissues. Edited by Academician O.O. Yanushevich. Moscow: Practical Medicine. – 456 pages. https://doi.org/10.17513/np.594. [11] Bone, A., Liman Kaoye, M.B.-A., Baidi, B.B. and Samon, J.-B., 2025. Comparison of Hyperelastic Models for Analysis of Human and Pig Skins Behavior. Journal of Applied Mathematics and Physics, 13, 2045-2062. https://doi.org/10.4236/jamp.2025.136114. [12] Farran L, Ennos AR, Starkie M, Eichhorn SJ., 2009. Tensile and shear properties of fingernails as a function of a changing humidity environment. J Biomech. Jun 19; 42, 9, 1230-5. doi: 10.1016/j.jbiomech.2009.03.020. [13] Hiroshi Yamada. F. Gaynor Evans, 1970. Strength of Biological Materials. Ed. Williams and Wilkins, Baltimore, Md., 298, illus. https://doi.org/10.1126/science.171.3966.57.a [14] S.A. Muslov, V.N. Khachin, S.D. Arutyunov, S.S. Pertsov, and P.Yu. Sukhochev, 2025. Hyperelastic Models Describing Superelastic Alloys. Inorganic Materials: Applied Research, 16, 4, 995–1001. https://doi.org/10.1134/s2075113325700935.
|
|
| Date published: 2026-03-23
(Price of one pdf file: 25.00 EUR)