軟組織
在解剖學中，軟組織包括連接、支撐或圍繞身體的其他結構和器官的組織，而不是諸如骨的硬組織。軟組織包括肌腱，韌帶，筋膜，皮膚，纖維組織，脂肪和滑膜（結締組織），肌肉，神經和血管（不是結締組織）。[1]
它有時由它不是什麼來定義。軟組織被定義為「非上皮，骨外間質，不包括網狀內皮系統和神經膠質」。[2]
一張軟組織（肌腱）的顯微照片。H＆E染色。
目錄
1 組成
2 機械特性
2.1 偽彈性
2.2 殘餘壓力
2.3 彈性材料
2.3.1 各向同性簡化
2.3.2 簡化小型和大型伸展
2.4 彈性材料
3 重塑和成長
4 成像技術
5 參考
組成
這種組織細胞外基質內的特徵物質是膠原蛋白，彈性蛋白和基質。通常，由於基質，軟組織非常水合。成纖維細胞是最常見的細胞，負責產生軟組織纖維和基質。成纖維細胞的變異，如成軟骨細胞，也可能產生這些物質。[3]
機械特性
在較小的應變下，彈性蛋白賦予組織剛度並儲存大部分應變能量。膠原纖維相對不可伸展，通常是鬆散的（波狀的，捲曲的）。隨著組織變形的增加，膠原蛋白在變形方向上逐漸拉伸。拉緊時，這些纖維會使組織硬度增強。複合行為類似於尼龍長襪，其橡皮筋起彈性蛋白的作用，因為尼龍起到膠原蛋白的作用。在軟組織中，膠原蛋白限制了變形並保護組織免受傷害。
人體軟組織是高度可變形的，並且其機械性能因人而異。衝擊試驗結果表明，受試者組織的剛度和阻尼性能與撞擊物體的質量，速度和大小相關。當誘導挫傷時，這些特性可用於法醫學研究。[4] 當固體物體撞擊人體軟組織時，撞擊的能量將被組織吸收，以減少撞擊或疼痛程度的影響; 具有更軟組織厚度的受試者傾向於以較少的厭惡吸收衝擊。[5]
拉格朗日應力（T）與預處理軟組織的拉伸比（λ）的關係圖。
軟組織有可能經歷大的變形並且在卸載時仍然恢復到初始構型，即它們是超彈性材料，並且它們的應力 - 應變曲線是非線性的。軟組織也是粘彈性的，不可壓縮的並且通常是各向異性的。在軟組織中可觀察到的一些粘彈性特性是：鬆弛，蠕變和滯後。[6] [7]為了描述軟組織的機械響應，已經使用了幾種方法。這些方法包括：基於應變能的超彈性宏觀模型，使用非線性本構方程的數學擬合，以及基於結構的模型，其中線性彈性材料的響應由其幾何特徵修改。[8]
偽彈性
儘管軟組織具有粘彈性，即應力作為應變率的函數，但在載入模式的前提條件之後，它可以通過超彈性模型來近似。在裝載和卸載材料的一些循環之後，機械響應變得與應變速率無關。
儘管應變率獨立，但預處理的軟組織仍然存在滯後現象，因此機械響應可以建模為在裝載和卸載時具有不同材料常數的超彈性。通過這種方法，彈性理論用於模擬非彈性材料。Fung稱這種模型為偽彈性，指出材料不是真正的彈性。[7]
殘餘壓力
在生理狀態下，軟組織通常存在殘餘應力，其可在切除組織時釋放。生理學家和組織學家必須意識到這一事實，以避免在分析切除的組織時出錯。這種收縮通常會導致視覺偽影。[7]
簡化小型和大型拉伸
對於小應變，指數項非常小，因此可忽略不計。
重塑和成長
軟組織具有生長和重塑對化學和機械長期變化的反應的潛力。成纖維細胞產生原膠原的速率與這些刺激成正比。疾病，損傷和機械負荷水平的變化可能引起重塑。這種現象的一個例子是農民手的增厚。根據Wolff定律（骨重建），結締組織的重塑在骨骼中是眾所周知的。機械生物學是研究細胞水平的壓力和生長之間關係的科學。[6]
生長和重塑在一些常見軟組織疾病的原因中起主要作用，如動脈狹窄和動脈瘤[10] [11]和任何軟組織纖維化。組織重塑的其他實例是響應於動脈壁檢測到的血壓增長的心肌增厚。
成像技術
在選擇用於可視化軟組織ECM組件的成像技術時，必須牢記某些問題。圖像分析的準確性取決於原始數據的屬性和質量，因此，成像技術的選擇必須基於以下問題：
為感興趣的組件提供最佳解析度;
實現這些組件的高對比度;
保持神器數量低;
可以選擇體數據採集;
保持數據量低;
為組織分析建立簡單且可重複的設置。
膠原纖維約1-2μm厚。因此，成像技術的解析度需要約為0.5μm。一些技術允許直接採集體積數據，而其他技術需要切片。在這兩種情況下，提取的卷必須能夠跟蹤卷上的光纖束。高對比度使分割更容易，尤其是在有顏色信息時。此外，還必須解決固定的需要。已經表明，福爾馬林中的軟組織固定導致收縮，改變原始組織的結構。不同固定方式的一些典型收縮值是：福爾馬林（5％-10％），酒精（10％），布林（
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