冠脈支架在彎曲血管中的接觸模擬和血流動力學(xué)分析.pdf

1、現(xiàn)實中血管往往是彎曲的，長直血管只存在于理想狀態(tài)中。同時臨床上，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際并且非常具有應(yīng)用價值的，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)更接近于實際情況。
　　本文基于Pro/

2、E建模軟件，建立了更接近于實際情況的彎曲冠狀動脈(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)過布爾運算建立了“彎管-支架流場模型”，并分別對這兩種模型進行了接觸模擬分析和血流動力學(xué)分析。
　　在進行接觸模擬分析時，為了便于比較，建立了長直血管與支架相接觸的模型，即直管-支架接觸模型，對比兩種情況下，通過進行接觸模擬仿真，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)計提供指導(dǎo)。
　　為了減少支架與血管接觸時對血管的損傷，本文在直管支架柔順性仿真分析的基礎(chǔ)上，進一步對彎管支架的柔順性進行了研究。通過對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行仿真，得出:柔順性好的支架可以減輕對彎管的損傷，減輕ISR，這為臨床中彎管支架的選擇提供了理論依據(jù)。
　　在進行

4、血流動力學(xué)分析時，建立了長直血管與支架相耦合的流場模型，即直管-支架流場模型作為比較。通過對彎管-支架、直管-支架流場進行流體仿真研究，對比相應(yīng)的低壁面剪應(yīng)力(Wall Wear Stress，WSS)區(qū)，即WSS＜0.5Pa時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相對較高的原因。
　　總的來說，本文建立了更接近于實際情況的“彎管-支架接觸模型”和“彎管-支架流場模型”，使得仿真的結(jié)果更具有可靠性。通過分別對這兩種模型進行接觸模擬分析和