国家自然科学基金(81160186)
- 作品数：27 被引量：86H指数：8
- 相关作者：冯海全胡志勇韩青松李治国陈彦龙更多>>
- 相关机构：内蒙古工业大学哈尔滨工程大学哈尔滨理工大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金内蒙古自治区自然科学基金内蒙古自治区高等学校科学研究项目更多>>
- 相关领域：医药卫生一般工业技术机械工程自动化与计算机技术更多>>
- 颅内动脉支架的疲劳强度被引量：3
- 2018年
- 目的分析颅内动脉支架疲劳强度与连接体长度的关系,探究支架发生疲劳断裂的准确位置。方法采用疲劳断裂的有限元分析方法对3种脑动脉支架进行疲劳寿命分析,并运用Goodman曲线绘制支架疲劳危险点分布图。基于美国材料与实验学会F2477-07标准,对3种支架的疲劳寿命进行测试。结果支架连接体长度越长,支架危险点最大等效应力和平均应力越大,危险点分布越接近疲劳极限曲线,支架更容易发生疲劳断裂。Goodman疲劳极限曲线表明,3种血管支架在体内10年的使用时间里是安全的。有限元分析与实验结果表明,支架结构连接点附近区域疲劳寿命较低,支架危险点位于连接处的圆弧部位。结论血管支架有限元分析的技术合理可行,有限元分析结果与实验数据基本吻合。在支架结构设计时,可以减少连接体的长度,从而提高支架的使用寿命。
- 李治国冯海全闫文刚
- 关键词：有限元分析
- 球囊扩张式冠脉支架的动静态扩张过程的变形机理研究被引量：11
- 2012年
- 研究冠脉支架在压握收缩、压握卸载、自由扩张、球囊卸载等植入过程的静态扩张变形强度和在冠脉内受到脉流循环载荷时的疲劳强度。建立冠脉支架系统的有限元模型,全面考虑冠脉支架、压缩壳、球囊和冠脉血管之间的相互作用,定量评价冠脉支架的静态强度和疲劳强度。为了检验冠脉支架受到脉流循环载荷时的疲劳强度,将冠脉支架植入到人工血管中,实施加速寿命疲劳试验。试验结果表明,支架结构完整,支架表面无破损和裂纹等失效形式。所提出的冠脉支架系统的有限元建模方法,将为冠脉支架的优化设计与失效评价提供可靠的科学依据。
- 江旭东冯海全胡志勇刘海
- 关键词：冠脉支架静强度有限元分析
- 血管支架柔顺性能的仿真模拟及灰色相关性分析被引量：9
- 2016年
- 目的利用有限元法与灰色相关性理论的方法,分析并比较支架结构参数对支架植入后与血管同步运动能力的影响。方法选取S型闭环镁合金支架作为研究对象,应用Solid Works软件建立不同材料、周向支撑体数目、支撑体长度及初始直径共9款支架模型;应用Hyper Mesh软件进行支架模型网格的划分;应用ABAQUS软件模拟分析支架植入后与血管同步运动能力;利用灰色相关性理论研究并比较支架结构参数对弯曲刚度影响因子大小。结果材料对支架柔顺性的影响较明显,其中镁合金的柔顺性最好,对应弯曲刚度值为0.958 N·(rad·mm)^(-1);周向支撑体数目为5对应支架的柔顺性最好,其弯曲刚度值为0.853 N·(rad·mm)^(-1);支撑体长度为1.0 mm对应支架的柔顺性最好,其弯曲刚度值为0.829 N·(rad·mm)^(-1);初始直径为1.4 mm对应支架的柔顺性最好,其弯曲刚度值为1.024 N·(rad·mm)^(-1)。结论镁合金支架对应柔顺性最好,其次为不锈钢,钴铬合金支架对应柔顺性较差;柔顺性随着周向支撑体数目、支撑体长度、初始直径的增加而呈减小趋势变化;通过灰色相关性计算可知,材料对应柔顺性的影响最显著,其次为周向支撑体数目、支撑体长度,初始直径对其影响较小;分析支架结构参数对柔顺性的影响,可为支架的设计研发及临床治疗提供更加科学的参考。
- 张宏辉冯海全刘佳王坤
- 关键词：有限元分析冠脉支架镁合金
- 镁合金冠脉支架柔顺性能的模拟研究被引量：3
- 2014年
- 柔顺性是冠脉支架很重要的一个力学性能,它决定了支架的输送性及血管内支架的适应性。利用有限元法对6种不同结构的镁合金冠状动脉支架进行模拟分析,主要研究其不同连接体结构对支架柔顺性能的影响。结果显示,在压握状态下,不同连接体结构对支架柔顺性能影响较大,其中S型支架柔顺性较好,直杆L型支架柔顺性较差;在扩张状态下,连接体和支撑体个数相同时主要取决于连接体的结构;无论是在压握状态还是扩张状态下,有圆弧形的连接体的支架柔顺性要优于直杆形连接体的支架。关于支架柔顺性能的模拟结果,为今后镁合金冠脉支架的结构优化设计和临床选择起到了指导作用。
- 冯海全陈彦龙何平基韩青松王志国
- 关键词：镁合金冠脉支架弯曲刚度有限元法
- 不同扩张尺度对非对称椎动脉支架力学性能影响的研究被引量：3
- 2017年
- 在临床治疗中,不同尺寸的狭窄血管所需要支架扩张的尺度也不同,而支架的扩张尺度对其力学性能有着重要影响。利用有限元方法仿真模拟分析了三款不同支架的体外扩张过程,主要研究了结构相同时不同扩张尺度对支架力学性能的影响。结果显示:随着支架扩张直径的增大,支架的最大等效应力、轴向短缩率、扩张不均匀性及柔顺性能呈递增趋势,支撑刚度和静安全系数呈递减趋势;支架的径向回弹主要受到其材料和结构影响,扩张尺度并不起决定性作用;通过与实验结果相比对,理论值与实验值结果吻合较好,误差在7%以内,验证了有限元模拟的准确性及合理性;利用动物实验对支架治疗效果进行验证,表明了支架的植入治疗是安全且有效的。综合考虑各因素影响,支架的治疗效果受支架扩张尺度的影响较大,这为临床治疗的顺利实施提供了良好的理论依据。
- 王惟颢冯海全朱明新刘佳
- 关键词：有限元法力学性能支撑刚度
- 冠脉血管支架介入耦合系统力学行为数值模拟研究被引量：4
- 2016年
- 针对冠脉支架植入术后引起的血管内再狭窄问题,开展了冠脉支架介入耦合系统力学行为的数值模拟研究。基于Ogden非线性弹性理论,构建了冠脉血管和动脉粥样硬化斑块的超弹性本构模型。通过非线性有限元法,建立了冠脉支架与狭窄血管的耦合作用模型,研究了冠脉支架在经历压握收缩、压握卸载、球囊扩张与球囊收缩等介入过程后的体内扩张性能,分析了冠脉支架的介入对狭窄血管损伤及再狭窄的力学影响因素。对比分析了S型支架和N型支架介入后狭窄冠脉血管的生物力学响应,数值计算结果表明:狭窄冠脉血管在支架支撑体波峰处存在较高的应力梯度,而且由于2种支架联接筋结构的类似性,血管内膜与斑块的应力分布规律一致。但是,N型支架的径向回弹率与轴向短缩率均小于S型支架,导致了更高的狭窄血管壁面峰值应力和应力梯度,更易于引起冠脉血管损伤造成血管内再狭窄。综上,该文提出的冠脉支架介入耦合系统力学模型,对于优化支架结构、抑制冠脉血管再狭窄问题,提供了重要的理论依据和临床参考。
- 江旭东滕晓艳史冬岩张永锋
- 关键词：冠脉支架血管损伤再狭窄
- 球囊扩张式冠脉支架耦合扩张变形机理研究被引量：10
- 2012年
- 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。
- 郭飞飞冯海全江旭东韩青松
- 关键词：冠脉支架有限元方法
- NiTi合金主动脉支架弯曲变形行为的研究被引量：8
- 2012年
- 利用Pro/E和Ansys软件建立了胸主动脉支架轴向柔顺性分析模型,对27种NiTi合金支架的柔顺性进行了模拟分析与实验验证。在此基础上,又进一步系统地分析了弯曲变形时支架结构尺寸变化对中央部位横截面变形行为的影响。结果显示,减少圆周方向上的连接体的数量,增加支撑体的长度或数量,都能够提高支架的柔顺性,但是减少连接体的数量比增加支撑体的长度或数量对支架柔顺性的影响程度要大。支架弯曲变形时连接体的数量对支架中央部位横截面的变形具有显著的影响。
- 冯海全李治国江旭东胡志勇
- 关键词：NITI合金有限元法
- 冠脉支架对弯曲血管损伤机理的非线性有限元分析被引量：7
- 2015年
- 针对支架植入术后的冠脉血管内支架再狭窄问题,通过非线性有限元法建立弯曲冠脉G支架介入系统生物力学模型及冠脉支架纵向柔顺性计算模型,开展了冠脉支架结构设计对血管壁面损伤与再狭窄的影响机理研究.数值分析结果表明,弯曲血管在支架端部存在高应力梯度,所产生的最大应力是直冠脉的4-6倍,易于损伤血管从而形成血管内支架再狭窄问题.冠脉支架结构的纵向柔顺性对弯曲血管的整体应力水平具有显著的影响,C型支架的纵向柔顺性远低于S型支架和N 型支架,植入后所引起的血管整体应力水平最高;S型支架具有最好的纵向柔顺性,植入后所引起的血管整体应力水平最低.从支架与血管的相互作用以及支架纵向柔顺性的角度解释了临床中弯曲血管内支架再狭窄率较高的力学原因,为支架的临床选择及优化设计提供了重要指导作用.
- 江旭东滕晓艳史冬岩冯海全
- 关键词：冠脉支架有限元法血管再狭窄血管损伤
- 冠脉支架体外扩张过程的有限元分析被引量：6
- 2012年
- 冠脉支架植入术已成为治疗冠心病的重要手段,使用支架时,对支架有一个预压缩的过程,从而使其固定在球囊上,然后才能进行后续的扩张操作。研究利用有限元方法,在不考虑支架与血管的相互作用及承受血管内脉动载荷的情况下,模拟了三种不同材料(CoCr合金,316L不锈钢和Mg合金)但具有相同结构的支架预压缩和自由扩张的过程。通过设定有限元模型的网格,边界条件,载荷等关键因素,得出不同材料支架的变形机理,定量地比较了每种支架的径向回弹,轴向缩短等力学性能参数并预测了支架的安全系数。
- 郭飞飞冯海全江旭东韩青松
- 关键词：冠脉支架力学性能有限元分析
