永久性腔静脉滤器的生物力学和血流动力学性能分析
本文选题:腔静脉滤器 切入点:计算流体动力学 出处:《机械工程学报》2017年06期
【摘要】:为了减少血管壁的损伤和滤器断裂的可能性,利用有限元法与计算流体动力学的方法,分析永久性腔静脉滤器在植入过程中与血管的相互作用机理及对血流的影响。应用Solid Works软件建立3种相同过滤杆数不同支撑单元连接体结构及3种相同支撑单元连接体结构不同过滤杆数的滤器;应用ABAQUS软件模拟分析6种滤器在工作状态下血管与滤器表面上的应力分布以及径向支撑刚度;应用FLUENT软件模拟分析6种滤器在血管内工作时的血流压力分布,流速分布,切应力分布。结果表明,永久性滤器支撑单元数量对出口速度、滤器植入后前后压差、过滤网上的切应力峰值影响较显著;支撑单元连接体结构,对滤器工作时应力峰值、血管壁应力峰值、支撑刚度及壁面切应力影响显著;永久滤器具有较好的血流动力学效果和较好的综合力学性能,潜在地降低滤器植入后对血管壁的损伤及本身破裂的可能性,腔静脉滤器的模拟分析为滤器的设计和临床选择提供良好的参考依据。
[Abstract]:In order to reduce the damage of vascular wall and the possibility of filter fracture, finite element method (FEM) and computational fluid dynamics (CFD) method are used. The interaction mechanism between the permanent vena cava filter and the blood vessel and its influence on the blood flow were analyzed. The connective structure of three kinds of support units with the same number of filter rods and three kinds of the same support units were established by using Solid Works software. A filter with different number of filter rods with connecting body structure; ABAQUS software was used to simulate and analyze the stress distribution and radial support stiffness on the blood vessel and the surface of the six filters in the working state, and FLUENT software was used to simulate and analyze the blood flow pressure distribution and velocity distribution of the six filters working in the blood vessel. The results show that the number of supporting units of permanent filter has a significant effect on the exit velocity, the pressure difference before and after implantation, and the peak value of shear stress on the filter screen. The peak stress of vascular wall, support stiffness and wall shear stress were significantly affected, and the permanent filter had better hemodynamic effect and better comprehensive mechanical properties, which could potentially reduce the possibility of injury to the vascular wall and the possibility of its own rupture after the filter was implanted. The simulation analysis of the vena cava filter provides a good reference for the design and clinical selection of the filter.
【作者单位】: 内蒙古工业大学机械学院;苏州爱瑞德医疗科技有限公司;
【基金】:国家自然科学基金(51565045) 苏州市吴中区创新创业领军人才专项(WC201202)资助项目
【分类号】:R318.6
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,本文编号:1655253
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