文档介绍：西南交通大学
硕士学位论文
冠状动脉支架撑开力学性能的若干问题研究
姓名:杨基
申请学位级别:硕士
专业:工程力学
指导教师:杨杰
2012-11-09
摘要西南交通大学硕士研究生学位论文第随着我国逐步进入老年化社会和人们饮食习惯的变化,冠心病在我国的发病率越来越高。目前,经皮刺穿冠状动脉成形术已经成为治疗冠心病的标准手段。支架是该手术的主要器材,手术中支架在狭窄管腔内撑开,术后保留在血管中保持管腔继续通畅。支架植入病变血管后也存在着一些影响临床疗效的问题,如支架断裂和撑开非均匀性。为了揭示支架在狭窄冠状动脉中撑开的力学性能和行为,判断支架撑开与支架术中存在的问题之间的联系,本文采用力学性能公式推导、平面支架实验和有限元法对冠脉支架撑开力学性能的若干问题进行了分析。在杨杰等人的前期相关推导工作基础上,,并据此推导出该型支架的弹性径向刚度和塑性极限压力的力学性能公式。这些公式得到了有限元验证,能够帮助优化支架的设计方案,。平面支架实验采用蚰苁笛榛灾Ъ芏猿频ピ5钠矫娼峁菇欣欤疚耐过对参与此实验而获得的实验数据进行处理,。实验验证了支架的力学性能公式及公式推导过程中提出的“塑性铰”现象,发现了对称单元端部发生了明显的大变形,是支架易断裂位置。有限元模拟采用了支架、球囊、斑块和三层血管的耦合有限元模型,血管结构是基于病变冠状动脉的影像三维重建得到的,表明了冠状动脉成像在有限元计算中的技术可行性。有限元计算显示了支架撑开过程中球囊的膨胀情况、支架和血管的应力分布情况。球囊膨胀的结构形式可能是引起支架撑开非均匀性的因素,支架撑开过程中球囊对支架空隙的穿透是血管狭窄处打开的直接动力,也加剧了撑开的不均匀性。冠状动脉狭窄处的几何不规则性导致了支架连接筋遭受非常高的应力作用,揭示了连接筋断裂的高度可能性。关键词:冠脉支架;撑开;力学性能公式;平面支架;有限元法
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第滦髀引言冠状动脉支架的发展现状西南交通大学硕士研究生学位论文第随着我得到了很大的提高,饮食习惯发生了变化,油脂类食物的摄入越来越高。同时我国正在逐步进入老年化社会,心血管疾病的发病率越来越高,尤其是由于心血管狭窄引起的冠心病已经成为危害生命健康安全的主要疾病之一。据估计,我国每个成年人中就有耸切难9懿』颊撸国每年死于心血管病的人数约有颍盟酪蛘嫉阶芩劳鲈虻ィ痈髦炙酪首位。也就是说,中国人总死亡中,每死亡鋈酥芯陀人是心血管病造成的【。冠心病是心血管病大类中非常典型和危险的疾病,其治疗分为药物治疗、外科手术和介入治疗三大类。目前经皮冠状动脉成形术侵瘟乒谛牟〉谋曜贾瘟剖侄危粲诮槿胫瘟啤质醪恍枰开胸,具有创伤小、安全性高、术后恢复快等优点【】。早期采用的是球囊扩张手段,在一些研究表明支架术单独球囊扩张的具有更好的临床效果后,支架术成为了目前对心血管狭窄治疗的主要方法【在支架术治疗冠心病取得巨大成功的同时,也逐渐暴露出一些不足和弊病,容易导致血栓形成,造成血管壁损伤,支架在血管内易断裂,且再狭窄率高等问题仍然严重影响着手术后的治疗效果。国内外关于这些问题的研究处于不断进展中,一些研究指出部分原因是由于支架的力学行为导致的4又Ъ艿闹圃斓街Ъ苁质豕蹋俚支架植入体内后的长期效果等整个支架术产业链来看,正是这些研究使支架的临床应用处于不断改进中,临床效果不断进步中。因此我们应该继续对支架的各方面问题进行深入研究,当然包括支架本身的力学性能和其植入血管后的力学行为。冠状动脉支架发展至今,最早使用的是裸金属支架,随后由于支架内再狭窄的问
.谧炊鲋Ъ艿闹踩牍西南交通大学硕士研究生学位论文第题开发出了药物涂层支架和射线支架,最近出现了生物可降解支架和高分子支架。在经皮腔内冠状动脉成形术中,用于植入人体内的冠状动脉支架并不能简单地运输到病变血管部位,需要一套完备的系统帮助支架定位和辅助支架输送。这套系统一般包括庀韵裣低场⒁脊堋⒁妓亢颓蚰业脊堋O旅媸侵Ъ苤踩氩”。医生会在股动脉处切口,将引导管通过股动脉和主动脉弓到达左冠状动脉或右冠状动脉口,引导管出口与冠状动脉入口接合,如图所示。在庀杂暗陌镏拢ü脊芙妓坎迦氲焦谧炊龅南琳课弧图冠状动脉支架引导系统通过股动脉到达冠状动脉入口丛从凇赴。。通过引导管和引导丝导入带球囊的导管,医生通过压力枪控制性地施加对球囊的内压力,打开球囊和狭窄部位,完成后退出带球囊的导管,如图所示。如果球囊血管成形术没有获得足够大的冠状动脉管腔,医生才会进行下一步的支架撑开植入。如果血