心血管支架在病变血管中力学行为的初步研究

论文摘要

随着人们生活水平的提高与饮食结构的调整,冠心病的发病率越来越高。目前,经皮刺穿冠状动脉成形术(PTCA)已成为我国冠心病患者的首选治疗方案。作为该手术中重要的器件——血管支架,是一种微小管状结构。当前,血管支架植入病变血管后容易发生血管内再狭窄与支架的断裂,是影响血管支架手术取得成功的主要障碍。本文围绕支架在血管中内再狭窄和容易产生断裂的问题,采用实验方法与力学模拟方法研究支架在血管内力学行为,该研究具有较为重要的应用价值和科学意义。实验方面,我们将血管支架植入猪心脏的冠状动脉中,在CT扫描下观察其撑开过程,之后通过解剖研究血管支架植入血管后力学行为,主要得到如下结论：1.支架在血管内撑开力学行为与其在血管外撑开的力学行为有差异。2.支架在血管内撑开后,对血管内壁造成压迫与破坏。然后,我采用数值模拟方法,研究了单根心血管支架在病变血管中撑开的全过程,主要得出如下结论：1.支架在血管中撑开过程中,要在血管内壁上滑动,滑动过程对血管内皮造成的壁面剪应力,壁面剪应力可能是造成血管内皮破坏的主要原因。2.支架撑开后,斑块的与血管的脱离应由边缘处开始。最后,我们通过数值模拟方法,研究重叠血管支架本身力学性能及其在病变血管中力学性能,得出如下结论：1.支架重叠使用中,出现接触的均为边与边接触或边与面接触。2.重叠支架撑开过程中,支架筋与筋之间发生相对滑动。3.重叠支架接触形式以及支架之间相对滑动是重叠支架容易产生断筋的主要原因。4.支架重叠部位对血管内壁造成的损伤比其他部位大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 冠心病的治疗方法
• 1.2.1 冠心病介入治疗法
• 1.2.2 心血管支架植入术
• 1.2.3 心血管支架应用历史及现状
• 1.2.4 心血管支架简介
• 1.2.5 心血管支架临床应用中的主要问题
• 1.3 心血管支架研究现状
• 1.3.1 心血管支架医学影像学研究进展
• 1.3.2 心血管支架力学研究进展
• 1.4 本文研究的意义及主要工作
• 本章小结
• 第2章 心血管支架植入血管的动物实验研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验材料与实验方法
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验仪器
• 2.2.3 实验方法
• 2.3 实验结果
• 2.4 结果讨论
• 2.4.1 血管支架对血管内壁的损伤
• 2.4.2. 血管支架撑开不均匀性讨论
• 2.4.3 支架在血管中断裂的讨论
• 本章小结
• 第3章 单根心血管支架植入血管的力学行为研究
• 3.1 引言
• 3.2 模型建立
• 3.2.1 冠状动脉血管模型
• 3.2.2 斑块模型
• 3.2.3 支架模型
• 3.2.4 球囊模型
• 3.2.5 有限元单元信息
• 3.2.6 分析过程与边界条件
• 3.3 计算结果
• 3.4 结果讨论
• 3.4.1 支架对血管内壁的影响
• 3.4.2 血管支架撑开的手术策略
• 3.4.3 研究不足之处
• 本章小结
• 第4章 重叠心血管支架力学行为研究
• 4.1 引言
• 4.2 模型建立
• 4.2.1 几何模型与网格
• 4.2.2 计算步骤与边界条件
• 4.3 计算结果
• 4.4 结果讨论
• 4.4.1 接触形式产生原因讨论
• 4.4.2 接触形式对支架安全性影响
• 4.4.3 手术策略优化
• 4.4.4 本计算局限性
• 4.5 重叠心血管支架在病变血管中力学行为初步探讨
• 4.5.1 模型建立
• 4.5.2 结果及讨论
• 本章小结
• 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 攻读硕士学位期间参与的项目研究