本文關(guān)鍵詞：血管支架擴(kuò)張的有限元分析研究

  更多相關(guān)文章： 狹窄血管 血管支架 生物力學(xué) 數(shù)值模擬 介入治療

【摘要】：血管支架植入術(shù),是將血管支架永久地植入到狹窄血管內(nèi),利用支架的物理支撐性能來(lái)支撐狹窄的血管片段,修復(fù)狹窄片段的管腔內(nèi)徑。在臨床治療中斑塊結(jié)構(gòu)及成分的多樣性對(duì)支架植入后的治療效果有很大影響。另外,支架的外形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及支架的材料屬性對(duì)與支架的支撐性能和疲勞壽命也有很大的影響,最終影響支架植入后的治療效果。本文主要研究?jī)?nèi)容分為三部分:首先,分別探討3種不同支撐筋截面支架受力情況及疲勞壽命;其次,分析支架在真實(shí)血管模型中的釋放過(guò)程中的受力變形情況;最后,設(shè)計(jì)一款新型血管支架,提高支架的支撐性能與柔順性能。首先,利用三維建模軟件構(gòu)建3種不同支撐筋截面的血管支架,截面分別為三角形、圓形、矩形。在有限元分析軟件中對(duì)支架進(jìn)行力學(xué)分析;將分析結(jié)果導(dǎo)入到疲勞分析軟件中進(jìn)行疲勞壽命預(yù)測(cè);對(duì)比3種支架在相同的外在載荷作用下各自的疲勞壽命情況。然后,根據(jù)患者狹窄頸動(dòng)脈CT成像數(shù)據(jù),構(gòu)建出個(gè)性化的狹窄血管模型,為血管壁和斑塊賦予不同的材料屬性;在有限元分析軟件中模擬血管支架在真實(shí)狹窄血管模型中的釋放過(guò)程,探討支架、血管和斑塊的受力變形特性。最終,分析支架的受力變形特性并綜合考慮不同血管支架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功能特性,設(shè)計(jì)一款編織支架與切割支架相結(jié)合的新型血管支架,提高現(xiàn)有支架的支撐性能與柔順性能,并利用有限元分析方法,驗(yàn)證新型血管支架的力學(xué)性能。通過(guò)最終的計(jì)算得出,3種不同支撐筋截面支架的疲勞壽命小于107的單元數(shù)量所占比例為0.33%、6.45%、53%。在3種不同截面支架中,三角形截面支架的最低疲勞壽命值最小,矩形支撐筋截面支架的最低疲勞壽命值最高。就模擬支架在真實(shí)狹窄血管中的釋放過(guò)程得出,在釋放過(guò)程中的擴(kuò)張階段,支架、斑塊、血管三者所受應(yīng)力最大值分別達(dá)到515.0MPa、2.482MPa和1.053MPa;在收縮階段中三者所受應(yīng)力最大值分別達(dá)到464.50 MPa、0.954 MPa和0.316 MPa。另外通過(guò)對(duì)所設(shè)計(jì)新型血管支架進(jìn)行彎曲模擬及壓握模擬,并將結(jié)果與原支架進(jìn)行比較,其支撐性能與柔順性能都顯現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。從各部分最終的分析結(jié)果中可見(jiàn):在相同壓強(qiáng)載荷作用下,矩形截面支架的疲勞安全性最好,三角形截面支架的疲勞安全性最差。在支架釋放過(guò)程中支架在擴(kuò)張階段對(duì)斑塊及血管內(nèi)壁造成的損傷最大,在收縮階段中支架形成“狗骨效應(yīng)”,這種區(qū)分狹窄血管組織成分的分析模型更加符合狹窄血管的真實(shí)生物力學(xué)環(huán)境,更能真實(shí)地分析血管與支架的受力情況。本研究的相關(guān)分析結(jié)論能夠?qū)ρ苤Ъ艿慕槿胫委熍c支架的設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：狹窄血管 血管支架 生物力學(xué) 數(shù)值模擬 介入治療
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R318.11;R743;R543
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容和目標(biāo)13-15
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容13-14
• 1.3.2 研究目標(biāo)14-15
• 1.4 本文結(jié)構(gòu)15-17
• 第2章 不同支撐筋截面支架的力學(xué)分析及疲勞分析17-25
• 2.1 有限元方法簡(jiǎn)介17-18
• 2.2 不同支撐筋截面支架單元的三維實(shí)體模型的構(gòu)建18-20
• 2.3 材料與方法20-21
• 2.3.1 材料屬性20
• 2.3.2 網(wǎng)格劃分20-21
• 2.3.3 邊界條件和方法21
• 2.4 固體力學(xué)計(jì)算結(jié)果21-22
• 2.5 疲勞分析結(jié)果與討論22-24
• 2.6 本章小結(jié)24-25
• 第3章 血管支架在真實(shí)狹窄血管模型中釋放的數(shù)值模擬25-39
• 3.1 有限元分析軟件簡(jiǎn)介25-26
• 3.2 三維幾何模型的構(gòu)建26-29
• 3.2.1 真實(shí)狹窄血管模型的構(gòu)建26-28
• 3.2.2 血管支架模型的構(gòu)建28-29
• 3.3 材料與方法29-32
• 3.3.1 網(wǎng)格劃分29
• 3.3.2 模型裝配及材料屬性29-30
• 3.3.3 邊界條件設(shè)置30-31
• 3.3.4 載荷設(shè)置31-32
• 3.4 對(duì)比實(shí)驗(yàn)設(shè)置32
• 3.5 計(jì)算結(jié)果與討論32-37
• 3.5.1 變形分析結(jié)果32-34
• 3.5.2 受力分析34-37
• 3.6 本章小結(jié)37-39
• 第4章 新型血管支架設(shè)計(jì)39-47
• 4.1 相關(guān)背景介紹39-40
• 4.2 支架細(xì)節(jié)介紹40-42
• 4.3 支架設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新42-43
• 4.4 計(jì)算驗(yàn)證43-45
• 4.5 本章小結(jié)45-47
• 第5章 結(jié)論與展望47-51
• 5.1 結(jié)論47-48
• 5.2 展望48-51
• 參考文獻(xiàn)51-57
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文57-59
• 致謝59

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉倩;雷麗萍;曾攀;趙迎紅;;血管支架徑向支撐能力的數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究[J];中國(guó)醫(yī)療器械雜志;2010年03期

2 徐國(guó)辰;血管支架的類別及其特性[J];心血管病學(xué)進(jìn)展;1995年02期

3 徐國(guó)辰;血管支架的臨床應(yīng)用及其進(jìn)展[J];心血管病學(xué)進(jìn)展;1995年02期

4 徐國(guó)辰;;話說(shuō)血管支架[J];東方養(yǎng)生;2009年06期

5 ;新血管支架能阻止血塊形成[J];健康人;2002年09期

6 黃齊亮;巴馬司他血管支架的臨床試驗(yàn)[J];國(guó)外醫(yī)學(xué).藥學(xué)分冊(cè);2002年05期

7 陳華勇,柏樹(shù)令,王軍,朱小兵,高杰;異種小血管支架模型的建立[J];中國(guó)修復(fù)重建外科雜志;2005年05期

8 倪中華,易紅,顧興中;載藥納米顆粒與血管支架自裝配機(jī)理和方法[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2005年08期

9 陳慶福,田文彥,王利明,沙貴清;管材屬性對(duì)血管支架行為及支架制造性能影響[J];材料科學(xué)與工藝;2005年01期

10 楊杰;黃楠;杜全興;張勇;陳虬;;描述血管支架力學(xué)性能的新概念──形狀系數(shù)[J];生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志;2006年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 馬生梅;王業(yè)南;尚新春;;醫(yī)用血管支架的振動(dòng)分析[A];北京力學(xué)會(huì)第15屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2009年

2 李寧;顧元憲;;血管支架靜力學(xué)模擬的建模簡(jiǎn)化方案[A];大連理工大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)術(shù)論文集（第2卷）[C];2005年

3 田楊;黃耀熊;;不銹鋼血管支架的力學(xué)研究[A];第十次中國(guó)生物物理學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

4 張憬;尚新春;;血管支架的固有頻率計(jì)算[A];北京力學(xué)會(huì)第十六屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

5 邵長(zhǎng)飛;董何彥;劉振峰;;動(dòng)脈血管支架設(shè)計(jì)與支撐性能研究[A];第七屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第2分冊(cè)）[C];2010年

6 鐘振茂;劉道志;孫康;;有限元分析技術(shù)在血管支架設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[A];2007第一屆全國(guó)介入醫(yī)學(xué)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2007年

7 王國(guó)輝;王盛強(qiáng);徐益民;;血管支架的加速疲勞測(cè)試[A];2007第一屆全國(guó)介入醫(yī)學(xué)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2007年

8 黃楠;;抗凝血、抗組織增生的表面仿生的血管支架研究[A];提高全民科學(xué)素質(zhì)、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家——2006中國(guó)科協(xié)年會(huì)論文集[C];2006年

9 徐仲英;;不同類型被膜血管支架的實(shí)驗(yàn)研究[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第一次全國(guó)介入醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2001年

10 趙麗嬌;孫錕;陳筍;馮其茂;王劍;;小兒生物可降解血管支架新型材料細(xì)胞毒性評(píng)價(jià)[A];2012年江浙滬兒科學(xué)術(shù)年會(huì)暨浙江省醫(yī)學(xué)會(huì)兒科學(xué)分會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)、兒內(nèi)科疾病診治新進(jìn)展國(guó)家級(jí)學(xué)習(xí)班論文匯編[C];2012年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 本報(bào)記者　 周東;不迷信權(quán)威瞄準(zhǔn)第三代中孵友信血管支架突圍[N];中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2006年

2 特約撰稿 徐錚奎;中低價(jià)位血管支架市場(chǎng)潛力巨大[N];醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報(bào);2010年

3 特約撰稿 徐錚奎;植入式血管支架嬗變謀新生[N];醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報(bào);2013年

4 周東;第三代血管支架遭遇270萬(wàn)美元尷尬[N];中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2006年

5 劉云濤;我國(guó)研制出支架力學(xué)性能快速評(píng)價(jià)工具[N];中國(guó)醫(yī)藥報(bào);2008年

6 胡德榮;國(guó)產(chǎn)含藥緩釋血管支架“出爐”[N];健康報(bào);2004年

7 特約撰稿 徐錚奎;心血管疾病攪動(dòng)亞太[N];醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報(bào);2010年

8 欣華;新一代可吸收型血管支架效果良好[N];醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報(bào);2009年

9 葉國(guó)標(biāo);國(guó)產(chǎn)含藥緩釋血管支架誕生[N];中國(guó)醫(yī)藥報(bào);2004年

10 徐錚奎;美國(guó)醫(yī)療器械產(chǎn)品研發(fā)推陳出新[N];中國(guó)醫(yī)藥報(bào);2008年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 趙亮;基于雙層蛛絲蛋白血管支架和干細(xì)胞構(gòu)建小直徑組織工程血管及其修復(fù)動(dòng)脈缺損的研究[D];福建師范大學(xué);2014年

2 涂秋芬;以脫細(xì)胞犬動(dòng)脈為基質(zhì)的新型組織工程血管支架的制備和體外再細(xì)胞化研究[D];四川大學(xué);2007年

3 李偉;生物可降解稀土鎂合金血管支架無(wú)縫管材的制備技術(shù)及性能研究[D];重慶大學(xué);2011年

4 劉賓;脫細(xì)胞組織工程血管支架材料的實(shí)驗(yàn)研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2009年

5 陳華勇;異種小血管支架的實(shí)驗(yàn)移植機(jī)制與CD34陽(yáng)性細(xì)胞生物學(xué)特性的研究[D];中國(guó)醫(yī)科大學(xué);2006年

6 潘長(zhǎng)江;藥物洗脫血管支架研究[D];西南交通大學(xué);2006年

7 張良;1.新型小口徑血管支架和其體內(nèi)生物行為的研究 2.雪旺氏細(xì)胞促進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞增殖和向動(dòng)脈樣細(xì)胞分化的實(shí)驗(yàn)研究[D];中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué);2008年

8 虞劍;復(fù)合SDF-1α的組織工程血管支架在小口徑人造血管移植和重建中的研究[D];復(fù)旦大學(xué);2012年

9 劉小麗;血管支架用Mg-Zn-Y-Nd合金的體外生物相容性及表面改性研究[D];北京科技大學(xué);2015年

10 邢s，

本文編號(hào)：1097394