不锈钢冠脉支架耦合扩张变形生物力学性能的模拟研究

利用非线性有限元方法仿真模拟不锈钢(SUS-316L)3种不同结构冠脉支架动静态耦合扩张过程和生物力学性能。研究支架在压握收缩、自由扩张、卸载过程以及脉流循环变应力持续作用过程中有限元模型的网格划分、材料本构模型建立、边界条件、载荷定义和接触处理等关键技术。根据有限元计算结果得到了3种支架在耦合扩张过程中最大等效应力为807.9MPa,最大塑性应变为0.208;3种支架的轴向缩短率、径向反弹率、扩张不均匀性都在13%以内,静态安全系数>1.3,动态安全系数>1.1;并与实验测试数据进行分析比较,理论分析与体外扩张实验结果吻合较好,误差在7%以内,验证了有限元模拟的准确性和合理性。本文的模拟方法为冠脉支架的优化设计、新产品开发以及临床评估提供了科学的依据。

不锈钢冠脉支架体外耦合扩张变形行为研究

利用有限元方法(FEM)仿真模拟分析了3种不同结构不锈钢(SUS-316L)支架的耦合扩张过程。对3种支架在耦合扩张过程中变形和应力应变分布情况作了具体的分析比较;定量描述了3种支架的轴向缩短率、径向反弹率、扩张不均匀性和安全系数等生物力学性能,分析了影响数值结果的因素;并综合各项生物力学性能研究分析出3种结构支架中较好的支架结构。通过支架的体外扩张实验验证有限元模拟结果的合理性。

球囊扩张式冠脉支架耦合扩张变形机理研究

完整的支架耦合扩张过程包括压握收缩、自由扩张和与动脉血管壁的综合作用过程。文中在不考虑血管内斑块的情况下,利用有限元方法(FEM)分析了两种材料(SUS-316L、CoCr-L605)的支架动静态连续变形过程,重点研究了支架受到脉流载荷时的作用机制。通过设定接触,边界条件和载荷等关键条件控制求解过程,比较了它们在几何变形、应力分布等方面的差异性,并利用轴向缩短率、径向回弹率、静态强度和疲劳强度等指标定量预测两种支架的生物力学性能。有限元模拟对支架的设计及其性能的评价有一定指导意义。

球囊扩张式冠脉支架扩张变形机理数值模拟方法

研究支架耦合扩张过程三维数值分析的弹塑性大变形基本理论和耦合接触处理算法,采用更新拉格朗日方法,基于动力虚功率原理,给出支架耦合扩张变形的动力显式算法有限元列式和求解步骤。研究支架耦合扩张过程数值模拟关键技术,提出适合支架耦合扩张的有限元建模方法,重点研究支架压握收缩、自由扩张和与血管接触的耦合扩张全过程有限元模拟中的几何建模、材料模型选取、网格划分、边界条件、载荷定义、接触处理等关键技术。阐述冠脉支架样件在试验测试平台上进行实物扩张试验过程,并将试验测试数据与支架扩张数值模拟获得的数据进行分析比较,结果表明支架数值模拟与实物扩张试验之间的误差在许可范围之内,从而证明所建立的支架耦合扩张过程三维数值分析方法是合理的。为支架的优化设计及其扩张过程的有限元模拟提供有力的支持。

医用血管支架非线性扩张过程快速预测方法的研究

建立了血管支架变形影响因子与其变形结果之间的具有高度非线性识别能力的神经网络模型,通过引入学习因子η和动量因子ψ,采用附加动量项的权值修正方法,优化了网络训练算法,从而提高了网络训练速度和系统鲁棒性.结合实例对网络进行训练,并对预测误差进行了统计假设检验,检验结果表明血管支架变形神经网络智能预测结果与非线性有限元分析结果误差均值低于0.03%,训练后的网络能够较好地对血管支架变形进行预测.在此基础上,基于Pro/Toolkit工具,融合血管支架扩张变形神经网络智能预测模型,建立了血管支架力学性能快速评价工具,该系统实用性强、效率高,能大幅缩短血管支架产品开发周期。