動脈粥樣硬化斑塊的生物力學分析
發(fā)布時間：2021-08-30 13:34
動脈粥樣硬化（Atherosclerosis,AS）斑塊的不穩(wěn)定性及破裂可導致冠狀動脈綜合征等心血管疾病,而AS斑塊失穩(wěn)破裂過程涉及斑塊形態(tài)、結構成分及血液條件等多方面因數。同時,在斑塊破裂過程中,普遍認為生物力學起著重要的作用。本文是基于影像學上斑塊結構形態(tài),并結合流體力學相關理論,提出了復合斑塊模型及有缺陷的斑塊模型。有缺陷的斑塊模型—纖維帽和脂質核之間存在空穴或微鈣化區(qū)域、尺度約10微米級的夾層。利用有限元法分析不同生物環(huán)境中斑塊的應力分布特征。復合斑塊模型的數值模擬結果表明:斑塊肩部所受應力最大,相應的應力矩最大,其次是沿斑塊兩肩部連線方向上具有較大的應力分布;在大小不同的連帶體斑塊中,前部小斑塊所受應力相對較大。本模型能較好地解析血管內因動脈粥樣硬化斑塊的大破裂、形成繼發(fā)性血栓、爆發(fā)急性心肌梗死和腦卒中等心腦血管疾病現象,可為動脈硬化斑塊的不穩(wěn)定性及可能的破裂提供預測。對于有缺陷的夾層斑塊模型,除肩部應力較大外,在斑塊上的空穴或鈣化區(qū)域也出現應力集中現象。與均勻夾層的情況相比,有空穴或鈣化區(qū)域的夾層會引起纖維帽邊界處的應力增加2至6倍,導致斑塊不穩(wěn)定,甚至引起纖維帽從脂質核表...
【文章來源】：南華大學湖南省
【文章頁數】：56 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
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【參考文獻】：
期刊論文
[1]冠狀動脈疾病合并頸動脈狹窄的臨床診治進展[J]. 王園園,柳磊,趙志芳,武云靜. 河北醫(yī)科大學學報. 2019(09)
[2]上頸椎椎弓根螺釘內固定有限元模型的建立及生物力學分析[J]. 丁育健,沈紅雷,許宏俊,花雷,高愛國. 臨床和實驗醫(yī)學雜志. 2019(15)
[3]動脈粥樣硬化易損斑塊快速進展機制與臨床治療進展[J]. 田進偉,符亞紅. 中國動脈硬化雜志. 2019(04)
[4]支架內新生動脈粥樣硬化的研究進展[J]. 趙新,代姍姍,魏廣和. 中國臨床實用醫(yī)學. 2019(01)
[5]聯合應用18F-FDG PET CT和MRI在頸動脈粥樣硬化斑塊評價的應用[J]. 劉忠明. 中國CT和MRI雜志. 2019(01)
[6]計算流體力學在真空技術中的應用[J]. 王曉冬,吳虹閱,張光利,李赫,孫浩,董敬亮,TU Jiyuan. 真空. 2018(06)
[7]纖維化對動脈粥樣硬化斑塊穩(wěn)定性的基礎研究及相關藥物應用[J]. 尹婕,李琦,趙正,楊慶,李玉潔,陳穎,王婭杰,翁小剛,蔡維艷,朱曉新. 中國中藥雜志. 2019(02)
[8]基于ANSYS大流量管路流固耦合振動分析[J]. 桑勇,邵利來,王旭東. 液壓氣動與密封. 2018(07)
[9]左冠狀動脈主干分叉角度與非鈣化斑塊相關性及流體力學研究[J]. 趙杰,原杰,唐笑先. 中華放射學雜志. 2018 (04)
[10]動脈粥樣硬化晚期斑塊局部應力的流固耦合分析及體外反搏作用干預機制的研究[J]. 杜健航,王梁,伍貴富,鄭振聲,戴剛,馮銘哲. 力學學報. 2018(01)
碩士論文
[1]有限元逆矩陣形函數構造方法及其編程[D]. 沈琪雯.重慶大學 2014
[2]建立預測頸動脈粥樣硬化斑塊破裂風險的個體化虛擬模型的探索和前期研究[D]. 陳猶白.中國人民解放軍醫(yī)學院 2013
本文編號：3372870
【文章來源】：南華大學湖南省
【文章頁數】：56 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖２．１?—次桿單元??
?南華大學碩士學位論文???＝?＾Ｉｋｌ??（２?１０）??ｄｘ?ｄｘ?ｌ?ｌ［ｄ＾?ｄ＾＼＼ｕ２＼??仁：｝，］Ｍ??（２．１１）??所以，幾何矩陣可以得到，為：［５］?＝?［－ｌ／／?１／／］；單元應力同得為＝?令：??［Ｄ］－Ｅ，?因此單元剛度矩陣通式應為：?［吟皿５］＇［季］，，?代入數據可??Ｖ??得：??沖?１＞Ｐ］＝苧二？……（２．１２）??等式（２．?１２）即為一次桿單元的單元剛性矩陣。??３．求解總體剛度矩陣［Ｋ］且同時給出總體的平衡方程??？，（￡）??？?＾??？?ｍ??Ｆ：ｅ、?Ｆｊｅ）??圖２．?２?—次桿單元??如圖２．?２所示，當左右兩端點分別受到兩個軸向力和作用時的位移??情況。根據材料力學的知識可知，在兩端節(jié)點ｉ、ｊ處的位移量〃廣和％？與軸向??力和巧￡）的關系式為：??ｐ（ｃ，）?Ａｅ）??Ｆ＾＝－＾｛ｕ＾－ｕ（ｐ）??（２．１３）??ｒ（ｅ）?Ａｅ）??ｃ＝－＾ｒ－（？ｒ－ｗ，ｗ）?（２＿ｉ４）??即：??卜；？？？？—？？？⑴５）??１２??
?南華大學碩士學位論文???，并反過來影響斑塊的穩(wěn)定性，但目前很少涉及連帶體斑塊模型問題的理論分析。??為此，本文研究了單個斑塊與血流的耦合作用，分析了連帶斑塊在血流作用下的??應力分布，重點分析了斑塊內高應力分布區(qū)對斑塊失穩(wěn)而致斑塊破裂的影響。需??說明的是，本章中對斑塊的不穩(wěn)定行為是當作一個僅關乎結構的問題，并沒有考??慮相關的生理環(huán)境原因條件，也沒有考慮斑塊組份的影響。??３．２理論??３．?２．?１流體運動學方程??如圖３．?１為動脈血管內斑塊的幾何模型，血流動力學方程通常滿足如下等??式：??ｐ＼ｄｔｕ?＋（ｕ－?Ｖｗ）］－２；７Ｖ?？?ｅ（ｕ）?＋?Ｖｐ?＝?ｐｆ?（３．１）??Ｖ－Ｍ?＝?０?（３．２）??方程（３．１）和（３．２）為流體動力學一般表達式，分別代表動量和流量連續(xù)性方??程。方程中相應符號含義為：為流體密度，５為流體速度，７７為流體粘度系數，??Ｐ為流體中的壓強，／表示流體受單位體積外力作用，通常為重力。??＿＿＿＿＿一??圖３．１血管中的斑塊模型??對上述方程式使用Ｇａｌｅｒｋｉｎ加權法，可得有限元方程組，即??｜｜ｐ［Ｓ，Ｍ?＋（ｍ?？?Ｖｍ）］－２？７Ｖ■?ｓ（ｕ）?＋?Ｖｐ－ｐｆ＾ＮｄＣｌ?＝?０??（３．?３）??上式中，，為加權函數，方程（３．１）和（３．?２）采用如下離散格式：??ｐ?［（？＂?－?ｕｎ￣＇）／Ａｔ＋?６（ｕｎ－?Ｖ）ｕｎ?＋?（１?－?０）（ｕｎ￣］?■?Ｖ）ｕ＂－＇?］??－２＾ｉ０Ｖ?？?ｓ（ｕｎ）?－２／ｕ（＼－?６）Ｖ?？?ｓ｛ｕｎ￣＇）?＋?６＾ｐｎ?＋?（１?－?６）＾ｐｎ＾??＝?６ｐｒ?＋?（＼－ｄ）ｐｒ￣＇??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]冠狀動脈疾病合并頸動脈狹窄的臨床診治進展[J]. 王園園,柳磊,趙志芳,武云靜. 河北醫(yī)科大學學報. 2019(09)
[2]上頸椎椎弓根螺釘內固定有限元模型的建立及生物力學分析[J]. 丁育健,沈紅雷,許宏俊,花雷,高愛國. 臨床和實驗醫(yī)學雜志. 2019(15)
[3]動脈粥樣硬化易損斑塊快速進展機制與臨床治療進展[J]. 田進偉,符亞紅. 中國動脈硬化雜志. 2019(04)
[4]支架內新生動脈粥樣硬化的研究進展[J]. 趙新,代姍姍,魏廣和. 中國臨床實用醫(yī)學. 2019(01)
[5]聯合應用18F-FDG PET CT和MRI在頸動脈粥樣硬化斑塊評價的應用[J]. 劉忠明. 中國CT和MRI雜志. 2019(01)
[6]計算流體力學在真空技術中的應用[J]. 王曉冬,吳虹閱,張光利,李赫,孫浩,董敬亮,TU Jiyuan. 真空. 2018(06)
[7]纖維化對動脈粥樣硬化斑塊穩(wěn)定性的基礎研究及相關藥物應用[J]. 尹婕,李琦,趙正,楊慶,李玉潔,陳穎,王婭杰,翁小剛,蔡維艷,朱曉新. 中國中藥雜志. 2019(02)
[8]基于ANSYS大流量管路流固耦合振動分析[J]. 桑勇,邵利來,王旭東. 液壓氣動與密封. 2018(07)
[9]左冠狀動脈主干分叉角度與非鈣化斑塊相關性及流體力學研究[J]. 趙杰,原杰,唐笑先. 中華放射學雜志. 2018 (04)
[10]動脈粥樣硬化晚期斑塊局部應力的流固耦合分析及體外反搏作用干預機制的研究[J]. 杜健航,王梁,伍貴富,鄭振聲,戴剛,馮銘哲. 力學學報. 2018(01)
碩士論文
[1]有限元逆矩陣形函數構造方法及其編程[D]. 沈琪雯.重慶大學 2014
[2]建立預測頸動脈粥樣硬化斑塊破裂風險的個體化虛擬模型的探索和前期研究[D]. 陳猶白.中國人民解放軍醫(yī)學院 2013
本文編號：3372870
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