冠脈支架在彎曲血管中的接觸模擬和血流動(dòng)力學(xué)分析.pdf

1、現(xiàn)實(shí)中血管往往是彎曲的，長(zhǎng)直血管只存在于理想狀態(tài)中。同時(shí)臨床上，在彎曲血管中植入支架是非常具有挑戰(zhàn)的，常常伴隨斑塊脫垂和中風(fēng)并發(fā)癥，最終引發(fā)再狹窄(In-Stent Restenosis，ISR)。因此研究彎曲血管中支架植入的受力變形情況是符合實(shí)際并且非常具有應(yīng)用價(jià)值的，但是目前在支架植入血管的有限元仿真分析中，模擬的血管通常是直的，彎曲血管則很少被考慮。為使仿真結(jié)果具有可靠性，仿真的模型應(yīng)更接近于實(shí)際情況。
　　本文基于Pro/

2、E建模軟件，建立了更接近于實(shí)際情況的彎曲冠狀動(dòng)脈(30°、45°、60°，彎管)和支架（彎管支架）相組裝的“彎管-支架接觸模型”，基于Ansys有限元仿真軟件，經(jīng)過(guò)布爾運(yùn)算建立了“彎管-支架流場(chǎng)模型”，并分別對(duì)這兩種模型進(jìn)行了接觸模擬分析和血流動(dòng)力學(xué)分析。
　　在進(jìn)行接觸模擬分析時(shí)，為了便于比較，建立了長(zhǎng)直血管與支架相接觸的模型，即直管-支架接觸模型，對(duì)比兩種情況下，通過(guò)進(jìn)行接觸模擬仿真，支架和血管的等效應(yīng)力、位移變形等數(shù)據(jù)，得出

3、在彎管中植入的支架，相比于直管，更容易失效，這就需要彎管支架有更高的支撐性能，尤其在彎管支架的內(nèi)側(cè)，這為彎管中支架的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。
　　為了減少支架與血管接觸時(shí)對(duì)血管的損傷，本文在直管支架柔順性仿真分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)彎管支架的柔順性進(jìn)行了研究。通過(guò)對(duì)柔順性好的彎管支架和柔順性差的彎管支架植入血管后的模型進(jìn)行仿真，得出:柔順性好的支架可以減輕對(duì)彎管的損傷，減輕ISR，這為臨床中彎管支架的選擇提供了理論依據(jù)。
　　在進(jìn)行

4、血流動(dòng)力學(xué)分析時(shí)，建立了長(zhǎng)直血管與支架相耦合的流場(chǎng)模型，即直管-支架流場(chǎng)模型作為比較。通過(guò)對(duì)彎管-支架、直管-支架流場(chǎng)進(jìn)行流體仿真研究，對(duì)比相應(yīng)的低壁面剪應(yīng)力(Wall Wear Stress，WSS)區(qū)，即WSS＜0.5Pa時(shí)所占比例大小和流阻(Flow Resistance，F(xiàn)R)大小。得出:①在直管-支架模型中，WSS＜0.5Pa的面積占總面積的百分比為16.14％,彎管-支架模型中(30°、45°、60°)，WSS＜0.5Pa的

5、面積占總面積的百分比依次為25.21％、28.65％、26.63％，均大于直管內(nèi)支架。②彎管-支架模型(30°、45°、60°)FR均大于直管-支架模型[1.50，1.82，2.17，1.03N·s2/(kg·m)]，從力學(xué)角度解釋了臨床上彎曲血管內(nèi)支架ISR相對(duì)較高的原因。
　　總的來(lái)說(shuō)，本文建立了更接近于實(shí)際情況的“彎管-支架接觸模型”和“彎管-支架流場(chǎng)模型”，使得仿真的結(jié)果更具有可靠性。通過(guò)分別對(duì)這兩種模型進(jìn)行接觸模擬分析和