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残余应力对支架放置后血管的力学特性的影响

作　者: 高全超
导　师: 龚晓波
学　校: 上海交通大学
专　业: 流体力学
关键词: 生物力学 心血管疾病 残余应力 有限元模拟 血管支架
分类号: R312
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


随着生活水平的提高,心血管疾病的发病率越来越高,已经成为现代社会的沉重负担。支架植入术因其微创伤和高效性,是目前治疗心血管狭窄的主导方法。如何有效的置入支架,以提高治疗的成功率,减小二次狭窄的发生,是当前心血管治疗与研究的重点与热点。在这些涵盖了细胞、组织生物力学和力学生物学研究中,针对血管和支架之间相互作用的研究是基础。而如何结合血管的非线性力学特性,研究支架放置对血管壁应力的影响是本论文研究的重点。本文就以下三个方面进行了研究。1、血管残余应力的数理构建。即使在离体状态下,血管中仍存在着残余应力。将血管沿径向剪开,它会迅速张开,形成一个张开角。本文运用有限元数值模拟与弹性力学半逆解法求解出血管的残余应力。2、血管在体应力模型的数值构建。在血管模型上加载残余应力后,并考虑在体血管所承受的其它载荷,本文进一步建立血管在体状态下的有限元模型。3、血管与支架相互作用的数值研究及分析。本文采用数值模拟研究了正常血管与支架接触过程中,离体状态与在体状态下血管应力分布的差异;在此基础上,我们讨论了病变血管与支架接触过程中,残余应力对于血管应力水平的影响。通过数值和理论分析,本文主要得到了以下结论:1、有限元模拟与弹性力学半逆解法有着较好的一致性。2、血管残余应力的存在的确改善了血管在体应力的分布;同时在数值模拟中对血管进行分层将有助于得到更加真实的计算结果。3、支架植入后,在体条件下血管的应力分布均匀程度要远高于离体条件下血管的应力分布。支架的置入会在很大程度上提高血管的整体应力水平。本文的研究弥补了目前对血管残余应力研究的不足,为优化支架放置,使放置后血管的应力状态得到优化,减少促使二次狭窄病变发生的应力水平给出了力学支持。为支架设计和支架放置方法的评估提供一些参考。

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中图分类: > 医药、卫生 > 基础医学 > 医用一般科学 > 医用物理学
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