冠脈支架的擴(kuò)張模擬與流固耦合分析.pdf

1、世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)表明,心血管疾病已經(jīng)成為人類的頭號(hào)殺手,而冠心病又是對(duì)人類最具威脅性的疾病。在狹窄或閉塞的冠脈內(nèi)植入冠脈支架使血液恢復(fù)流暢,這是目前治療冠心病最為有效的方法。支架植入人體后可能會(huì)出現(xiàn)支架內(nèi)再狹窄現(xiàn)象,而支架內(nèi)再狹窄嚴(yán)重影響著支架植入術(shù)的療效。如果能夠清晰地模擬支架植入人體血管的過(guò)程以及支架植入人體后服役的過(guò)程,從中了解支架的變形行為、力學(xué)行為、與病變血管相互接觸情況以及植入支架后對(duì)血管和血液產(chǎn)生的影響情況等。這將會(huì)對(duì)預(yù)防

2、甚至攻克支架內(nèi)再狹窄起到非常重要的作用。
　　本文以Pro/ENGINEER4.0為建模工具,基于ANSYS Workbench12.0提供的分析平臺(tái)而展開(kāi)的冠脈支架擴(kuò)張模擬與流固耦合分析。在冠脈支架擴(kuò)張模擬的過(guò)程中,“U”形連接筋拐角處會(huì)經(jīng)歷幾何大變形和材料彈-塑性變形,同時(shí)也是應(yīng)力集中區(qū)域。給定徑向位移載荷法能夠更好的擴(kuò)張到冠脈支架的名義直徑,且在擴(kuò)張過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)“Dogboning”現(xiàn)象,這樣就不會(huì)在支架植入的過(guò)程因端部翹

3、起而損傷血管內(nèi)膜。這一擴(kuò)張方法也可以推廣到新型球囊擴(kuò)張工具的研發(fā)上來(lái),來(lái)改變傳統(tǒng)的支架植入方法所帶來(lái)的血管支架端部翹起而引發(fā)的血栓問(wèn)題。
　　冠脈支架在擴(kuò)張的時(shí)候還會(huì)出現(xiàn)軸向方向上的縮短,這可能會(huì)造成冠脈病變處不能完全被覆蓋,還可能會(huì)對(duì)血管內(nèi)壁產(chǎn)生縱向壁面剪應(yīng)力,而這種剪應(yīng)力可能會(huì)損傷血管內(nèi)壁,從而出現(xiàn)血栓;冠脈支架筋寬度方向的尺寸對(duì)其抵抗變形的能力大于冠脈支架筋厚度方向的尺寸,而且冠脈支架徑向方向的回彈直接影響著支架能否精確定位

4、于病變的冠脈處;增加冠脈支架筋的寬度,即增大了其與斑塊的接觸面積,可以減少支架內(nèi)再狹窄的發(fā)生。
　　在冠脈支架植入人體服役的過(guò)程中,血液在支架附近會(huì)產(chǎn)生分離再附流動(dòng)現(xiàn)象;在支架筋內(nèi)側(cè)區(qū)域會(huì)出現(xiàn)血液滯留現(xiàn)象,滯留區(qū)內(nèi)的壓力和壁面剪應(yīng)力(WSS)都很低,這會(huì)造成支架內(nèi)再狹窄;當(dāng)心臟收縮或舒張時(shí),血管出入口附近的區(qū)段與冠脈支架處的血管區(qū)段出現(xiàn)徑向位移不同步,這會(huì)造成血管內(nèi)膜增生現(xiàn)象。
　　本文分析與研究將有助于支架研究機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)出更