[发明专利]一种基于流固耦合的支架评估方法

说明书

本发明公开了一种基于流固耦合的支架评估方法，其中包括了支架，病变血管三维实体模型建立，支架血管扩张分析，扩张后模型提取处理，支架血管流固耦合分析，分析方法主要是对于血管植入整体情况的模拟分析，从力学行为分析到流体力学分析的一套过程，其扩张分析结果能够明显看出，支架在植入时支架应力的变化，流体分析则是能够看出支架植入后，血液对支架以及病变血管的影响。本发明利用有限元分析方法获得了支架在植入血管过程中的各项行为，对于支架的性能能够有一个直观了解，是否适用于此类病变血管。

技术领域

本发明涉及力学及流体分析领域，具体涉及一种基于流固耦合的支架评估方法。

背景技术

一直以来血管阻塞疾病严重威胁人的生命安全。早在十九世纪中期，介入手术就已成为治疗血管疾病的主要手段。在支架介入治疗手术取得巨大成效的同时，支架内再狭窄率却是居高不下，这对严重影响介入手术治疗的效果。然而，血管支架由于其在治疗中的特殊性，其手术后各项性能获取均很困难，就使得有限元分析方法成为研究支架的主流工具。

发明内容

本发明的主要目的在于模拟支架在植入血管后的行为分析，提出一种基于流固耦合的支架评估方法，借助于有限元方法，不仅可以研究支架植入扩张情况及血流的影响分析，还能帮助支架制造提供参考。

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种基于流固耦合的支架评估方法，包括：

步骤S1，建立原始的血管支架，血管，斑块，球囊三维实体模型；

步骤S2，构建有限元模型，对血管支架进行扩张有限元分析；

步骤S3，对获得的扩张应力应变数据进行分析，判断支架的情况；

步骤S4，对于扩张后的有限模型，进行点云数据处理，得到扩张后网格数据；

步骤S5，基于网格数据，建立扩张后三维模型，导入建立有限元模型；

步骤S6，对扩张后有限元模型进行流固耦合分析，得到血流对支架及血管的应力应变数据；

步骤S7，基于流固耦合数据判断血管支架植入后支架行为。

优选的，所述步骤S2包括：

步骤S21，模型模拟支架在血管中扩张性能使用用隐式动力分析，采用隐式时间积分法，计算系统的准静态响应。

步骤S22，模型模拟支架在血管中扩张性能所采用的的支架材料为医学支架常用材料304不锈钢，赋予其双线性弹塑性材料属性；血管材料及斑块，赋予其超弹性材料材料属性；球囊截面类型设为表面。

步骤S23，模拟中分三个分析步，Step1：对支架进行压缩，设定压缩球囊与支架的表面接触，给定支架压缩径向位移约束，并约束系统所有自由度； Step2：在进入血管后对支架进行扩张，给定支架扩张位移约束，对血管和斑块采用Tie约束，且约束血管的在X，Y，Z三个方向的自由度；Step3：给定支架内表面一个压力模拟在血管中的血管压力。

优选的，步骤S3包括：

步骤S31，对分析结果进行后处理，得出支架，血管，斑块应力应变云图数据。

步骤S32，对其应力应变数据进行具体分析。

优选的，步骤S4及S5包括：

步骤S51，对于步骤2所得结果模型数据进行点云数据数据处理，得到网格模型stl文件。

步骤S52，将得到stl文件导入Geomagic软件中进行初步处理，得到粗糙模型。

步骤S53，把粗糙模型导入hypermesh软件中，重新进行网格划分，几何处理，得到较好的模型，导出为xt文件。