本文關(guān)鍵詞：冠脈介入導(dǎo)管支撐力有限元分析及優(yōu)化

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【摘要】：冠脈介入法是冠心病常用且有效的治療方法,導(dǎo)絲、球囊和支架等醫(yī)療器械通過導(dǎo)管進入心臟的主動脈和冠脈,疏通血管中的阻塞。導(dǎo)管為冠脈介入手術(shù)提供支撐力,保障手術(shù)的順利進行。支撐力不足將導(dǎo)致導(dǎo)管末端從冠脈中退出,無法繼續(xù)為導(dǎo)絲、球囊和支架等醫(yī)療器械提供后坐力。影響導(dǎo)管支撐力的因素較多,且難以通過實驗確定因素對導(dǎo)管支撐力的影響規(guī)律。本文利用有限元方法,分析冠脈介入導(dǎo)管的支撐力,利用導(dǎo)絲在一定推力作用下,導(dǎo)管沿冠脈退出的距離,來判斷導(dǎo)管支撐力的強弱。主要工作如下:1.基于Ikari動脈幾何模型,建立了導(dǎo)管支撐力分析的有限元模型,并通過實驗驗證了該模型的準(zhǔn)確性和合理性;2.基于有限元模型,分析了導(dǎo)管退出冠脈的過程和宏觀參數(shù)對導(dǎo)管支撐力的影響。結(jié)果表明:導(dǎo)管支撐力隨著導(dǎo)管外徑、壁厚、彈性模量、導(dǎo)絲與導(dǎo)管的動摩擦系數(shù)的增大而增大,隨著導(dǎo)管第一彎和第二彎之間長度L值的增大而減小;隨著導(dǎo)管和動脈靜摩擦系數(shù)的增大,支撐力呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢;導(dǎo)管和動脈的接觸線長為8mm時,支撐力最大。3.通過建立導(dǎo)管復(fù)合材料的有限元拉伸和彎曲模型,分析導(dǎo)管的材料結(jié)構(gòu)對導(dǎo)管拉伸彈性模量和彎曲剛度的影響,結(jié)果表明:中間的鋼絲網(wǎng)編織層是復(fù)合材料的彈性模量和彎曲剛度主要影響因素;鋼絲直徑、鋼絲數(shù)量以及鋼絲的螺旋角度都對復(fù)合材料的彈性模量和彎曲剛度有較大影響。4.基于有限元模型,用正交試驗法,分析了多因素對導(dǎo)管支撐力和力學(xué)性能的影響,并利用Minitab軟件分析影響導(dǎo)管支撐力因素顯著性和交互作用,得到了導(dǎo)管的最優(yōu)化參數(shù)組合;根據(jù)影響導(dǎo)管支撐力的最顯著因素——導(dǎo)管和動脈的夾角,提出了可拆裝式組合導(dǎo)管的設(shè)計。
【關(guān)鍵詞】：冠脈導(dǎo)管 支撐力 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH789;R541.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 課題背景及研究意義11-15
• 1.1.1 冠心病簡介11
• 1.1.2 冠脈介入手術(shù)11-13
• 1.1.3 冠脈介入導(dǎo)管13-14
• 1.1.4 課題研究意義14-15
• 1.2 冠脈導(dǎo)管支撐力的研究現(xiàn)狀15-19
• 1.2.1 導(dǎo)管支撐力的研究方法15
• 1.2.2 導(dǎo)管支撐力研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.3 增強導(dǎo)管支撐力的現(xiàn)有的技術(shù)和方法18-19
• 1.3 課題研究內(nèi)容19-20
• 1.4 本章小結(jié)20-21
• 第二章 冠脈介入導(dǎo)管支撐力有限元分析模型21-34
• 2.1 引言21
• 2.2 ANSYS/LS-DYNA接觸非線性分析21-23
• 2.3 冠脈介入有限元模型的建立23-29
• 2.3.1 動脈有限元模型23-24
• 2.3.2 導(dǎo)管有限元模型24-27
• 2.3.3 導(dǎo)絲有限元模型27-28
• 2.3.4 邊界條件及載荷設(shè)置28-29
• 2.4 有限元模型驗證29-32
• 2.5 本章小結(jié)32-34
• 第三章導(dǎo)管宏觀參數(shù)對支撐力影響的有限元分析34-55
• 3.1 引言34
• 3.2 導(dǎo)管退出冠脈的分析34-37
• 3.2.1 導(dǎo)管退出冠脈過程34-36
• 3.2.2 衡量導(dǎo)管支撐力的指標(biāo)36-37
• 3.3 幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)和彈性模量對導(dǎo)管支撐力的影響37-47
• 3.3.1 外徑對支撐力的影響37-39
• 3.3.2 壁厚對支撐力的影響39-41
• 3.3.3 導(dǎo)管L變化對支撐力的影響41-44
• 3.3.4 彈性模量對支撐力的影響44-47
• 3.4 導(dǎo)絲與導(dǎo)管之間動摩擦系數(shù)對冠脈支撐力的影響47-48
• 3.5 導(dǎo)管與動脈接觸狀態(tài)對導(dǎo)管支撐力的影響48-54
• 3.5.1 動摩擦系數(shù)對支撐力的影響48-50
• 3.5.2 靜摩擦系數(shù)對支撐力的影響50-52
• 3.5.3 接觸線長對支撐力影響52-54
• 3.6 本章小結(jié)54-55
• 第四章 導(dǎo)管微觀結(jié)構(gòu)對支撐力影響的有限元分析55-73
• 4.1 引言55
• 4.2 冠脈導(dǎo)管復(fù)合材料及簡化假設(shè)55-56
• 4.3 導(dǎo)管多層復(fù)合材料建模56-58
• 4.4 導(dǎo)管復(fù)合材料拉伸有限元模擬分析58-62
• 4.4.1 導(dǎo)管復(fù)合材料拉伸有限元分析模型58
• 4.4.2 鋼絲直徑對材料拉伸性能的影響58-60
• 4.4.3 鋼絲數(shù)量對材料拉伸性能的影響60
• 4.4.4 鋼絲螺旋角度對材料拉伸性能的影響60-61
• 4.4.5 高密度聚乙烯基體厚度對材料拉伸性能的影響61-62
• 4.5 冠脈導(dǎo)管復(fù)合材料彎曲有限元模擬分析62-72
• 4.5.1 冠脈導(dǎo)管的彎曲有限元模擬分析方法62-65
• 4.5.2 鋼絲直徑對冠脈導(dǎo)管彎曲剛度的影響65-67
• 4.5.3 鋼絲數(shù)量對冠脈導(dǎo)管彎曲剛度的影響67-69
• 4.5.4 鋼絲螺旋角度對冠脈導(dǎo)管彎曲剛度的影響69-72
• 4.6 本章小結(jié)72-73
• 第五章 導(dǎo)管參數(shù)優(yōu)化設(shè)計73-89
• 5.1 引言73
• 5.2 正交試驗設(shè)計73-74
• 5.3 影響導(dǎo)管支撐力宏觀因素正交分析74-84
• 5.3.1 第一組正交試驗74-76
• 5.3.2 第二組正交試驗76-79
• 5.3.3 第三組正交試驗79-82
• 5.3.4 宏觀因素最優(yōu)參數(shù)組合確定82
• 5.3.5 可拆裝式組合導(dǎo)管的提出82-84
• 5.4 影響導(dǎo)管彎曲剛度因素正交分析84-87
• 5.4.1 有限元模擬正交方案84
• 5.4.2 正交試驗結(jié)果分析84-87
• 5.4.3 影響導(dǎo)管彎曲剛度因素的最優(yōu)參數(shù)組合87
• 5.5 本章小結(jié)87-89
• 結(jié)論與展望89-91
• 參考文獻91-96
• 攻讀碩士期間取得的研究成果96-98
• 致謝98-99
• 附件99

【參考文獻】

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本文編號：526681