分层血管对心脏瓣膜流固耦合的影响
刘杏铭
袁泉
丛华
朱宏伟
1.山东大学机械工程国家级实验教学示范中心,高效洁净机械制造教育部重点实验室,山东省济南市 2500612.山东大学机械工程国家级实验教学示范中心,高效洁净机械制造教育部重点实验室,山东省济南市 2500613.山东大学机械工程国家级实验教学示范中心,高效洁净机械制造教育部重点实验室,山东省济南市 2500614.山东大学机械工程国家级实验教学示范中心,高效洁净机械制造教育部重点实验室,山东省济南市 250061
摘要：背景:心脏瓣膜病的治疗手段主要为心脏瓣膜置换,人工心脏瓣膜的设计和性能优化是目前研究者和业界研究与探索的主要方向.数值分析和实验的方式是分析人工心脏瓣膜力学性能的主要方法.利用有限元技术分析瓣膜力学性能,揭示瓣膜在体内运行环境下的微观受力情况,可为人工心脏瓣膜的设计和性能优化提供更加准确的数据.目的:建立更接近人体实际情况的血管模型,探究分层血管对主动脉瓣变形特点和应力分布的影响,为进一步改进人工心瓣的设计提供力学支持.方法:建立包括主动脉瓣、血管壁和血液的有限元几何模型和数学模型,其中血管壁为分层血管,探讨血管分层特性对主动脉瓣流固耦合变形及应力大小的影响,验证分层血管壁对实验的重要性.结果与结论:①瓣膜变形主要发生在瓣叶处,动脉壁没有明显的变形,瓣叶自由边汇合处变形最大,从瓣叶自由边到缝合边变形量呈梯度降低;②整个心脏瓣膜模型的等效应力最大值位于动脉壁外壁(瓣叶与动脉壁缝合点附近),动脉壁内外壁受力差异大,内壁相较于外壁等效应力值小很多,壁面之间存在应力不连续性;③瓣叶最大等效应力在瓣叶与动脉壁的缝合边处.与以往未考虑血管分层特性的研究结果相比,瓣叶最大等效应力值更接近人体二尖瓣叶的离体失效应力.
关键词：心脏瓣膜病人工心瓣分层血管流固耦合数值分析力学性能变形分析应力分析
分类号：R459.9(治疗学)R314(医用一般科学)R-331(实验医学、医学实验)
资助基金：国家自然科学基金(31170906)山东省重点研发项目(2016GSF201201)
论文发表日期：2019-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：5( 4799-4803 )
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