動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的疲勞破裂和裂紋擴(kuò)展模型研究.pdf

1、動(dòng)脈粥樣硬化斑塊破裂（及繼發(fā)血栓形）是急性冠狀動(dòng)脈綜合癥和腦卒中等血管疾病發(fā)生的主要原因，一直是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。本文從疲勞裂紋生長及疲勞壽命的角度建立了生物力學(xué)模型，對斑塊破裂進(jìn)行較為系統(tǒng)的研究，主要工作與研究成果有:
　　 建立了含斑塊血管的理想化模型和數(shù)值求解。本文利用商用軟件Abaqus平臺(tái)的二次開發(fā)接口語言Python建立了血管理想模型中斑塊疲勞裂紋擴(kuò)展的有限元計(jì)算模型，實(shí)現(xiàn)了血管斑塊中裂紋肇始后在血壓循環(huán)作用下不事先

2、指定方向地?cái)U(kuò)展直至最終破裂的全過程模擬。然后在基準(zhǔn)理想模型的基礎(chǔ)上，對幾何參數(shù)進(jìn)行變異，探討了血管斑塊破裂的一些規(guī)律以及影響因素。研究發(fā)現(xiàn)，血管內(nèi)外徑比例不變時(shí)，疲勞壽命的變化可忽略;壁厚有利于增加疲勞壽命;血壓的增加會(huì)使得血管的疲勞壽命成指數(shù)次的下降。在最大周向應(yīng)力處肇始的裂紋通常是擴(kuò)展速度最快的，但并不一定是疲勞壽命最小的最危險(xiǎn)的;最低疲勞壽命由三個(gè)裂紋肇始點(diǎn)的最小值決定，這三個(gè)裂紋肇始的控制點(diǎn)是:中部控制點(diǎn)(MZ)，肩部控制點(diǎn)(S

3、Z)和背部控制點(diǎn)(BZ)。纖維殼厚度的增大會(huì)顯著降低中部和肩部控制點(diǎn)裂紋破壞的風(fēng)險(xiǎn);脂質(zhì)池體積的增大，不論是由厚度還是長度的增大所致，會(huì)顯著增加導(dǎo)致斑塊破壞的風(fēng)險(xiǎn)。理想模型的建立方法與研究方法為進(jìn)行病人個(gè)體化計(jì)算奠定了基礎(chǔ)，上述結(jié)論對臨床的診斷有一定的參考意義。
　　 實(shí)現(xiàn)了含斑塊血管的個(gè)性化建模與求解。在理想模型的基礎(chǔ)上，本文實(shí)現(xiàn)了基于組織學(xué)切片與MRI圖像的個(gè)體化建模，并對一定數(shù)量病人的MRI圖像的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。研究

4、發(fā)現(xiàn)，個(gè)性化模型計(jì)算結(jié)果與理想模型研究中的結(jié)論基本相符，并進(jìn)一步證實(shí)了將內(nèi)壁最大拉應(yīng)力處作為斑塊壽命危險(xiǎn)點(diǎn)的不可靠性。對有癥狀組和無癥狀組病人的危險(xiǎn)系數(shù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析表明，有癥狀組病人的危險(xiǎn)系數(shù)明顯大于無癥狀組(P=0.028)。個(gè)體化的建模方法有希望應(yīng)用在臨床上針對具體病人提出更科學(xué)的醫(yī)療方案和建議，對與大量病人的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析與規(guī)律性探究對病人的早期預(yù)防與檢測也具有指導(dǎo)意義。
　　 本文對理想模型與個(gè)性化模型得出斑塊破裂的一些規(guī)律