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基于流固耦合的復(fù)雜血管內(nèi)血液動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬及血管支架有限元分析

2018-11-20 08:17袁俊杰郭無(wú)極王錦濤
裝備制造技術(shù) 2018年9期
關(guān)鍵詞:主動(dòng)脈弓管徑管內(nèi)

袁俊杰,郭無(wú)極,王錦濤

(1.廣西大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,廣西 南寧530004;2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院,江蘇 南京210031)

0 引言

隨著血管支架植入術(shù)成為心腦血管疾病的一種重要治療手段,在植入血管支架后,血液與血管支架之間會(huì)發(fā)生相互作用,血液的流動(dòng)會(huì)因?yàn)橹Ъ艿拇嬖诤脱苄螤畹牟煌l(fā)生變化,所以研究血液在復(fù)雜血管內(nèi)流動(dòng)的情況,以便得出血液流動(dòng)對(duì)于血管支架強(qiáng)度的影響變得尤為重要。趙軍偉等[1]通過(guò)解剖試驗(yàn)建立了二維彈性動(dòng)脈瘤血液動(dòng)力學(xué)模型,運(yùn)用fluent與ANSYS相結(jié)合研究了血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)與動(dòng)脈瘤形成、生長(zhǎng)、破裂之間的關(guān)系;王彥鵬[2]從固—液兩相流的角度,運(yùn)用血液動(dòng)力學(xué)和計(jì)算流體力學(xué)的方法和理論對(duì)人體心血管系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)析;石更強(qiáng)等[3]采用UG建立支架和血管模型,將血液作為牛頓黏性流體,運(yùn)用CFX和ANSYS軟件,分析一種菱形血管支架植入血管后,管內(nèi)流速、應(yīng)力和壓力等參數(shù)的變化。文獻(xiàn)[4]表明血液流動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生在內(nèi)皮細(xì)胞上的應(yīng)力與支架的存在息息相關(guān)。

本文為了研究?jī)煞N復(fù)雜形狀的血管在不同位置發(fā)生病變時(shí),植入支架后,血液的流速變化、管內(nèi)壓力變化,以及二者對(duì)于血管支架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響,建立了不同形狀的復(fù)雜血管(主動(dòng)脈血管和動(dòng)脈分叉血管)模型、血管支架模型、血液模型,在主動(dòng)脈血管、動(dòng)脈分叉血管不同病變位置植入血管支架,建立血管-血液-支架的裝配模型,導(dǎo)入Fluent進(jìn)行流固耦合的動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬,對(duì)不同情況下血管內(nèi)壓力大小、流速變化進(jìn)行對(duì)比分析,將血液在流動(dòng)過(guò)程在流固耦合面上產(chǎn)生的載荷加載到血管支架上,對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)的有限元分析,校核其強(qiáng)度安全與否。

1 三維模型的建立

1.1 血管支架模型的建立

血管支架多分為圓形、矩形、三角形、菱形等,血管支架應(yīng)該盡量順應(yīng)天然血管,并有良好的力學(xué)性能和生物相容性。本文根據(jù)血管的形狀特征,利用Proe軟件的環(huán)形彎折等命令建立了一種菱形結(jié)構(gòu)血管支架,其內(nèi)徑為7.6 mm,外徑為8.6 mm,如圖1所示。

圖1 血管支架模型

1.2 復(fù)雜血管模型的建立

人體內(nèi)的復(fù)雜血管主要分為彎曲血管和分叉血管,前者以主動(dòng)脈血管為代表,后者以動(dòng)脈血管等為代表。

彎曲血管主要由升主動(dòng)脈、主動(dòng)脈弓和降主動(dòng)脈組成。本文建立了如圖2中的主動(dòng)脈模型,其內(nèi)徑D為9 mm,血管壁厚t為2 mm,升主動(dòng)脈長(zhǎng)度L1為30 mm,降主動(dòng)脈長(zhǎng)度L2長(zhǎng)度為60 mm,取內(nèi)徑與主動(dòng)脈弓曲率直徑d的比值λ為血管的管徑曲率比,其中圖2血管λ=0.25,圖3血管λ=0.5.

在本文中為了研究血管的管徑曲率比對(duì)植入血管支架后血液流動(dòng)情況的影響,分別對(duì)圖2和圖3的血管模型進(jìn)行數(shù)值模擬并分析;為了研究不同病變位置植入血管支架后,復(fù)雜血管內(nèi)血液的流動(dòng)情況的變化,分別在病變位置1和病變位置2植入血管支架,進(jìn)行數(shù)值模擬并分析。

圖2 管徑曲率比為0.25的彎曲血管模型

圖3 管徑曲率比為0.5的彎曲血管模型

分叉血管主要由主動(dòng)脈、外動(dòng)脈和內(nèi)動(dòng)脈組成,其中內(nèi)動(dòng)脈上存在一個(gè)動(dòng)脈竇,動(dòng)脈竇是動(dòng)脈粥樣硬化疾病的多發(fā)區(qū)域[2];分別建立如圖4和圖5中的模型,其主動(dòng)脈內(nèi)徑D為9 mm,外主動(dòng)脈內(nèi)徑D1為6.6 mm,內(nèi)主動(dòng)脈內(nèi)徑D2為6.6 mm,動(dòng)脈竇內(nèi)徑D3為10 mm,血管壁厚t為2 mm,主動(dòng)脈長(zhǎng)度L1長(zhǎng)度為60 mm,外動(dòng)脈長(zhǎng)度L2為40 mm,內(nèi)動(dòng)脈長(zhǎng)度L3為60 mm,取 為內(nèi)、外動(dòng)脈之間夾角,如圖4、圖5所示。

圖4 夾角為55°的分叉血管模型

圖5 夾角為75°的分叉血管模型

本文為了研究?jī)?nèi)、外動(dòng)脈之間夾角對(duì)植入血管支架后血液流動(dòng)情況情況的影響,分別對(duì)圖4和圖5的血管模型進(jìn)行數(shù)值模擬并分析;為了研究不同病變位置植入血管支架后對(duì)血液流動(dòng)情況情況的影響,分別在并病變位置1和病變位置2(動(dòng)脈竇位置)植入血管支架,進(jìn)行數(shù)值模擬并分析。

1.3 血管—血液—支架模型的建立

利用Proe軟件分別建立血管、血液流域、支架的prt格式模型,并組裝成asm格式的裝配體模型,并利用Proe的切除功能,減去血液流域與支架相交的部分。分別建立對(duì)應(yīng)不同管徑曲率和病變位置的彎曲血管—血液—支架裝配體模型,共4個(gè),如圖6、7、8、9所示,自上而下分別對(duì)應(yīng),血管支架位于病變位置1處;血管支架位于病變位置1處;血管支架位于病變位置2處;血管支架位于病變位置2處。

圖6 彎曲血管—血液—支架裝配體1

圖7 彎曲血管—血液—支架裝配體2

圖8 彎曲血管—血液—支架裝配體3

圖9 彎曲血管—血液—支架裝配體4

分別建立對(duì)應(yīng)不同夾角和病變位置的分叉血管—血液—支架裝配體模型,共4個(gè),如圖4所示,自上而下分別對(duì)應(yīng)α=55°,血管支架位于病變位置1處;α=75°,血管支架位于病變位置1處;α=55°,血管支架位于病變位置2處;α=75°,支架位于病變位置2處。

圖10 分叉血管—血液—支架裝配體1

圖11 分叉血管—血液—支架裝配體2

圖12 分叉血管—血液—支架裝配體3

圖13 分叉血管—血液—支架裝配體4

2 動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬及分析

打開(kāi) ANSYS workbench,分別建立 Geometry、Fluid Flow(Fluent)和 Static Structural模塊,首先在Gometry模塊導(dǎo)入裝配體的x_t格式文件,然后建立如圖5的工程,并建立相互之間的聯(lián)系,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞,如圖14所示,將血管與血液流域間流固耦合面中的流體面命名為couple_flu_1,固體面命名為couple_wall_1;將血液流域與血管支架間流固耦合面中的流體面命名為couple_flu_2,固體面命名為couple_wall_2;確定血液流域的進(jìn)口確定血管下底面為固定面,命名為fixed_1;確定血管支架底面為固定面,命名為fixed_2.依次建立上述8個(gè)模型的工程進(jìn)行數(shù)值模擬。

圖14 項(xiàng)目圖

2.1 血液流域數(shù)值模擬及分析

進(jìn)入Fluent,啟動(dòng)Energy方程,選擇k-epsilon湍流模型,定義流體材料為blood,密度為1 090 kg/m3,粘度系數(shù)為0.003 5 kg/m-s;設(shè)置入口血液流速為0.14 m/s,溫度為311.06 K,其中定義湍流強(qiáng)度為,式中,Re=1 000;水力直徑為d=0.009 m,d=4=0.009 m;設(shè)置出口壓力表壓力為0,湍流強(qiáng)度和水力直徑同上。忽略人體內(nèi)環(huán)境,進(jìn)行數(shù)值模擬,待數(shù)據(jù)收斂后查看結(jié)果,進(jìn)行分析。

2.1.1 彎曲血管血液流域數(shù)值模擬及分析

當(dāng)血管支架位于病變位置1,取血液流域中間平面進(jìn)行分析。當(dāng)管徑曲率比λ=0.25時(shí),管內(nèi)血液壓力在0 Pa-71.1 Pa之間變化,如圖15壓力云圖所示,進(jìn)口處壓力全流域最大,為90.5 Pa,在升主動(dòng)脈段,壓力沿X軸負(fù)方向迅速降低,至46.2 Pa,其中未達(dá)到支架放置位置時(shí),同一壓力帶向X軸正方向突出,管徑中心處的壓力較兩側(cè)血管支架所在處壓力要小,此時(shí)血管壁受壓力較大,當(dāng)血液行至血管支架時(shí),同一壓力帶向X軸負(fù)方向突出,管徑中心處的壓力較兩側(cè)血管支架所在處壓力要大。在主動(dòng)脈弓,壓力帶呈逆時(shí)針螺旋狀分布,并逐次下降,從42.7 Pa降至17.8 Pa,但壓力帶分布密集,壓力減小迅速,血液行至降主動(dòng)脈時(shí),壓力在此沿X軸正方向逐漸下降,從17.8 Pa降至出口處為0 Pa.當(dāng)管徑曲率比λ=0.25時(shí),血管內(nèi)血液速度在2.99e-4 m/s-2.45e-1 m/s間變化,如圖16速度矢量圖所示,在升主動(dòng)脈段,其中線處速度沿X軸負(fù)方向呈迅速增加,由1.4e-1 m/s-2.45e-1 m/s,之后保持穩(wěn)定,兩側(cè)由于支架的存在流速較緩,處于至之間,當(dāng)血液流經(jīng)血管支架時(shí),會(huì)形成小的漩渦。待血液行至主動(dòng)脈弓,速度大小較上個(gè)階段大幅降低并出現(xiàn)分層,主動(dòng)脈弓左側(cè)流速最快,在1.72e-1 m/s-2.08e-1 m/s之間,中線位置流速次之,在1.59e-1 m/s-1.72e-1 m/s之間,并一直延續(xù)到降主動(dòng)脈段,右側(cè)流速最慢,在1.23e-1 m/s-1.59e-1 m/s之間,并一直延續(xù)到降主動(dòng)脈段。血液流至降主動(dòng)脈,速度同樣出現(xiàn)分層,中線速度開(kāi)始大幅上升2.45e-1 m/s至并一直保持,兩側(cè)流速則較緩。

當(dāng)管徑曲率比λ=0.5時(shí),管內(nèi)血液壓力在0 Pa-67.1 Pa之間變化,數(shù)值大小和變化范圍較λ=0.25時(shí)都有所減小,如圖17壓力云圖所示,血液行至主動(dòng)脈弓,壓力帶同樣呈逆時(shí)針螺旋狀分布,并逐次下降,但壓力帶較圖15密集,壓力減小更快,對(duì)血管沖擊較大,血液行至升主動(dòng)脈段、降主動(dòng)脈及血管支架時(shí),除數(shù)值有所減小外,變化規(guī)律無(wú)顯著不同。當(dāng)管徑曲率比λ=0.5時(shí),管內(nèi)血液速度在4.13e-4 m/s-2.36e-1 m/s變化,如圖18速度矢量圖所示,在升主動(dòng)脈至主動(dòng)脈弓中部,中線方向速度大小自入口處開(kāi)始逐漸變大,由1.36e-1 m/s-2.01e-1 m/s,血液行至主動(dòng)脈弓中部,其速度減小相對(duì)圖16時(shí)較緩,隨后在經(jīng)主動(dòng)脈弓下半段流至降主動(dòng)脈后,流速除數(shù)值外無(wú)明顯規(guī)律變化。

圖15 當(dāng)支架位于病變位置1時(shí)管徑為0.25的彎曲血管壓力云圖

圖16 當(dāng)支架位于病變位置1時(shí)管徑為0.25的彎曲血管速度云圖

圖17 當(dāng)支架位于病變位置1時(shí)管徑為0.5的彎曲血管壓力云圖

圖18 當(dāng)支架位于病變位置1時(shí)管徑為0.5的彎曲血管速度云圖

當(dāng)血管支架位于病變位置2,取血液流域中間平面進(jìn)行分析。當(dāng)管徑曲率比λ=0.25時(shí),管內(nèi)血液壓力在-6.50 Pa-90.5 Pa之間變化,如圖19壓力云圖所示,進(jìn)口處壓力最大為90.5 Pa,在升主動(dòng)脈段,壓力沿X軸負(fù)方向呈線性降低至75.9 Pa,待血液行至主動(dòng)脈弓,壓力帶呈逆時(shí)針螺旋狀分布,并逐次下降,從71.1 Pa降至46.8 Pa,但壓力帶分布較疏,壓力減小相對(duì)圖15血管支架位于病變位置1時(shí)的情況較慢,對(duì)血管壓迫較小,血液行至降主動(dòng)脈時(shí),壓力在此呈現(xiàn)性下降,至出口處為-6.50 Pa,在血液行至血管支架時(shí),同一壓力帶向X軸正方向突出,管徑中心處的壓力較兩側(cè)血管支架所在處壓力要大。當(dāng)管徑曲率比λ=0.25時(shí),管內(nèi)血液速度在1.52e-4 m/s至2.32e-1 m/s變化,如圖20速度矢量圖所示,在升主動(dòng)脈段,速度方向沿X軸負(fù)方向,其大小在1.39e-1 m/s-1.51e-1 m/s之間,其兩側(cè)邊緣流速較大,為1.51e-1 m/s-1.63e-1 m/s之間,待血液行至主動(dòng)脈弓,速度大小出現(xiàn)明顯變化,并分為3個(gè)層次,主動(dòng)脈弓左側(cè)流速較慢,在1.16e-1 m/s-1.39e-1 m/s之間,沿中線處流速較快,在1.51e-1 m/s-1.63e-1 m/s之間,右側(cè)流速最快,在1.74e-1m/s-2.09e-1 m/s之間,血液行至降主動(dòng)脈時(shí),速度出現(xiàn)整體增大,中線處流速普遍處于1.98e-1 m/s-2.32e-1 m/s之間,兩側(cè)由于支架的存在流速較緩,處于1.28e-1 m/s-1.63e-1 m/s之間,當(dāng)血液流經(jīng)血管支架時(shí),會(huì)形成小的漩渦。其溫度云圖無(wú)明顯變化,這里不再舉出。當(dāng)管徑曲率比λ=0.5時(shí),管內(nèi)血液壓力在-5.36 Pa-72.2 Pa之間變化,數(shù)值大小和變化范圍較λ=0.25時(shí)都有所減小,如圖21壓力云圖所示,血液行至主動(dòng)脈弓,壓力帶同樣呈逆時(shí)針螺旋狀分布,并逐次下降,但壓力帶較密集,壓力減小快速,對(duì)血管沖擊大,血液行至升主動(dòng)脈段、降主動(dòng)脈及血管支架時(shí),除數(shù)值有所減小外,變化規(guī)律無(wú)顯著不同。當(dāng)管徑曲率比λ=0.5時(shí),管內(nèi)血液速度在1.74e-1 m/s-2.47e-1 m/s變化,如圖21速度矢量圖所示,在升主動(dòng)脈至主動(dòng)脈弓中部,中線方向速度大小自入口處開(kāi)始逐漸變大,由1.36e-1 m/s-2.22e-1 m/s,其兩側(cè)流速較緩,隨后在主動(dòng)脈弓下半段流速變緩慢,但進(jìn)入降主動(dòng)脈后,流速迅速攀升至2.10e-1 m/s-2.47e-1 m/s間,其余流動(dòng)規(guī)律較λ=0.25時(shí),除數(shù)值大小外無(wú)明顯變化。

圖19 彎曲血管病變位置2仿真結(jié)果

圖20 彎曲血管病變位置2仿真結(jié)果

圖21 彎曲血管病變位置2仿真結(jié)果

圖22 彎曲血管病變位置2仿真結(jié)果

2.1.2 分叉血管血液流域數(shù)值模擬及分析

當(dāng)血管支架位于病變位置1,取血液流域中間平面進(jìn)行分析。當(dāng)夾角α=55°時(shí),管內(nèi)血液壓力在-13.62 Pa-85.25 Pa之間變化,如圖23壓力云圖所示,進(jìn)口處壓力最大為85.25 Pa,在主動(dòng)脈段,壓力沿Y軸負(fù)方向呈線性降低至22.81 Pa,在血液行至血管支架時(shí),同一壓力帶向Y軸負(fù)方向突出,管徑中心處的壓力較兩側(cè)血管支架所在處壓力要大,待血液行至主動(dòng)脈與內(nèi)、外動(dòng)脈的接口處和內(nèi)、外動(dòng)脈分叉時(shí),壓力發(fā)生較為密集的波動(dòng),隨后平穩(wěn)在22.81 Pa-28.01 Pa間,內(nèi)動(dòng)脈血液在進(jìn)入動(dòng)脈竇壓力逐漸降低,由17.6 Pa降至出口處的13.62 Pa,外動(dòng)脈血液同樣如此。當(dāng)夾角時(shí)α=55°,管內(nèi)血液速度在2.08e-4 m/s-2.88e-1 m/s間變化,如圖24速度矢量圖所示,在主動(dòng)脈段,血液速度方向沿Y軸負(fù)方向變化,其大小在1.4e-1 m/s-2.32e-1 m/s之間,沿中線流速較大,為2.08e-1 m/s-2.32e-1 m/s之間,兩側(cè)流速較緩,在流經(jīng)血管支架所在位置時(shí),會(huì)發(fā)生小的漩渦,待血液行至主動(dòng)脈與內(nèi)、外動(dòng)脈的接口處時(shí),流速突然增大至2.16e-4 m/s-2.88e-1 m/s間,隨后降低,內(nèi)、外動(dòng)脈的接口處兩側(cè)會(huì)發(fā)生明顯的漩渦,內(nèi)動(dòng)脈內(nèi)的血液在流經(jīng)動(dòng)脈竇時(shí)會(huì)迅速降低2.08e-4 m/s-8.64e-2 m/s間,并在動(dòng)脈竇外壁上形成明顯的漩渦,流出動(dòng)脈竇后,流速升高至1.44e-1 m/s-2.01e-1 m/s間,之后的流域中,內(nèi)動(dòng)脈內(nèi)的血液流速一直穩(wěn)定在到間,直至出口。當(dāng)夾角α=75°時(shí),管內(nèi)血液壓力在-15.46 Pa-86.07 Pa之間變化,如圖25壓力云圖所示,較之夾角α=55°時(shí)壓力變化不大。當(dāng)夾角α=75°時(shí),管內(nèi)流速速度在5.19e-4 m/s-2.97e-1 m/s間變化,如圖26速度矢量圖所示,內(nèi)外動(dòng)脈接口處流速變化較夾角α=55°時(shí)小,其在經(jīng)過(guò)動(dòng)脈竇時(shí)流速較夾角α=55°時(shí)小,在內(nèi)、外動(dòng)脈出口處流速也有所減低,其余流動(dòng)規(guī)律除數(shù)值大小外無(wú)明顯變化。

圖23 分叉血管病變位置1仿真結(jié)果

圖24 分叉血管病變位置1仿真結(jié)果

圖25 分叉血管病變位置1仿真結(jié)果

圖26 分叉血管病變位置1仿真結(jié)果

當(dāng)血管支架位于病變位置2,取血液流域中間平面進(jìn)行分析。當(dāng)夾角α=55°時(shí),管內(nèi)血液壓力在-15.6 Pa-71.55 Pa之間變化,如圖27壓力云圖所示,壓力變化范圍和數(shù)值大小較支架位于病變位置1時(shí)有所減小,在主動(dòng)脈段,壓力沿Y軸負(fù)方向呈線性降低,同一壓力帶界面壓力無(wú)明顯不同,待血液行至主動(dòng)脈與內(nèi)、外動(dòng)脈的接口處和內(nèi)、外動(dòng)脈分叉時(shí),壓力波動(dòng)較為較緩,在血液行至動(dòng)脈竇時(shí),其壓力平穩(wěn)在27.97 Pa-36.69 Pa間,壓力數(shù)值大小較支架位于病變位置1時(shí)明顯增大。當(dāng)夾角α=55°時(shí),管內(nèi)血液速度在1.13e-4 m/s-2.89e-1 m/s間變化,如圖28速度矢量圖所示,在主動(dòng)脈段,血液速度方向沿Y軸負(fù)方向,流速較大,且管徑兩側(cè)產(chǎn)生的漩渦較少較小,在流經(jīng)動(dòng)脈竇血管支架所在位置時(shí),動(dòng)脈竇內(nèi)側(cè)與血管支架位置產(chǎn)生漩渦明顯增多。當(dāng)夾角α=75°時(shí),管內(nèi)血液壓力在-16.84 Pa-70.03 Pa之間變化,如圖29壓力云圖所示,在主動(dòng)脈段,壓力沿Y軸負(fù)方向呈線性降低,同一壓力帶界面壓力無(wú)明顯不同,待血液行至主動(dòng)脈與內(nèi)、外動(dòng)脈的接口處和內(nèi)、外動(dòng)脈分叉時(shí),壓力帶分布較α=55°時(shí)更為密集,壓力變化較劇烈,對(duì)血管沖擊較大,在血液行至動(dòng)脈竇時(shí),其壓力平穩(wěn)在28.88 Pa-38.02 Pa間。當(dāng)夾角α=75°時(shí),管內(nèi)血液速度在9.95e-5 m/s-2.92e-1 m/s間變化,如圖30速度矢量圖所示,在主動(dòng)脈段,血液速度較α=55°時(shí)變化不大,待血液行至主動(dòng)脈與內(nèi)、外動(dòng)脈的接口處和內(nèi)、外動(dòng)脈分叉時(shí),速度較α=55°時(shí)有明顯減小,在流經(jīng)動(dòng)脈竇血管支架所在位置時(shí),動(dòng)脈竇內(nèi)側(cè)與血管支架位置產(chǎn)生漩渦明顯增多。

圖27 分叉血管病變位置2仿真結(jié)果

圖28 分叉血管病變位置2仿真結(jié)果

圖29 分叉血管病變位置2仿真結(jié)果

圖30 分叉血管病變位置2仿真結(jié)果

2.2 血管支架的有限元分析

對(duì)血管支架劃分網(wǎng)格,其材料為鈦鎳合金,定義材料屬性,密度為6 300 kg/m3,彈性模量為193 GPa泊松比為0.3,在人體溫度時(shí)屈服強(qiáng)度為230 MPa,設(shè)置fixed_2為血管支架固定面,將血液與血管之間流固耦合面上受到的載荷加載到血管支架上,如圖31所示,進(jìn)行有限元分析,如圖32所示為血管支架變形情況,如圖33所示為血管支架等效應(yīng)變分布,如圖34所示為血管支架等效應(yīng)力分布。對(duì)于植入彎曲血管的血管支架,具體分析結(jié)果如表1所示,對(duì)于植入分叉血管的血管支架,具體分析結(jié)果如表2所示。

圖31 血管支架上受到的載荷

圖32 血管支架的變形

圖33 血管支架的等效應(yīng)變分布

圖34 血管支架的等效應(yīng)力分布

因?yàn)樵谌梭w溫度時(shí),鈦鎳合金屈服強(qiáng)度為230 MPa,所有在上述所有情況下的血管支架均較核安全[5]。

3 結(jié)論

本文建立了菱形血管支架、兩種不同復(fù)雜血管以及血液的三維模型,并進(jìn)行裝配。在不同形狀血管的兩處病變位置各植入血管支架,創(chuàng)建了8個(gè)工程,進(jìn)行數(shù)值模擬,并對(duì)所有情況下血管內(nèi)血液的壓力與流速情況進(jìn)行分析比較,得到在彎曲血管病變位置1和病變位置2植入血管支架時(shí),不同管徑曲率比對(duì)于管內(nèi)壓力分布和流速情況的影響;得到在分叉血管病變位置1和病變位置2植入血管支架時(shí),不同夾角對(duì)于管內(nèi)壓力分布和流速情況的影響。在上述血液動(dòng)力學(xué)的仿真、分析的研究基礎(chǔ)上,運(yùn)用流固耦合的技術(shù),將血流對(duì)于血管支架作用作為載荷施加到血管支架上,對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)的有限元分析,仿真結(jié)果表明在各種情況下,血管支架的強(qiáng)度均校核安全。

表1 彎曲血管內(nèi)血管支架分析情況

表2 分叉血管內(nèi)血管支架分析情況

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