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波峰数目对Z型覆膜支架生物力学性能影响 被引量：11
1
作者 于凯 谷雪莲 +2 位作者 胡方遒 李中华 宋成利 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期115-121,共7页
目的分析Z型覆膜支架波峰数目对覆膜支架生物力学性能,尤其对径向支撑性能及柔顺性影响,为Z型覆膜支架设计以及临床选择提供理论支持。方法通过有限元方法,建立4种不同波峰数目(5、8、10、12)的Z型覆膜支架有限元模型,分别施加径向位移... 目的分析Z型覆膜支架波峰数目对覆膜支架生物力学性能,尤其对径向支撑性能及柔顺性影响,为Z型覆膜支架设计以及临床选择提供理论支持。方法通过有限元方法,建立4种不同波峰数目(5、8、10、12)的Z型覆膜支架有限元模型,分别施加径向位移载荷和绕z轴40°转动变量以完成压握和弯折的模拟,并提取支架应力、径向支撑力、覆膜应变、横截面变形程度及弯矩作为评价参数。结果相比波峰数目较多的覆膜支架,压握过程中5波峰覆膜支架具有最大的径向力,提供良好的径向支性能;5波峰覆膜支架在弯折模拟中产生了68 N·mm的最小力矩及67.5%的最小弯折横截面变形程度,并且在弯曲过程中覆膜的拉伸应变较小。结论 Z型覆膜支架波峰数目对覆膜支架生物力学性能的影响显著。波峰数目相对较少的Z型覆膜支架在径向支撑性能及弯曲力矩、横截面形变程度等柔顺性评价方面表现出优势,有利于覆膜支架在血管内的固定贴合,对减少血栓和内漏等并发症具有积极意义。研究结果可以指导Z型覆膜支架优化设计及手术最优选择。 展开更多
关键词 Z型覆膜支架 波峰数目 有限元分析 生物力学
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Coflex和X-STOP治疗腰椎管狭窄的生物力学性能 被引量：8
2
作者 谷雪莲 蔡方舟 +1 位作者 胡方遒 宋成利 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期318-325,共8页
目的分析棘突间撑开器Coflex和X—STOP在治疗腰椎管狭窄中的不同生物力学特性，为棘突问植入物的设计改进提供参考。方法依据1名正常志愿者中立位下螺旋cT扫描资料构建L2～5健康腰椎有限元模型、IA／5椎间盘轻度退变有限元模型、棘突撑... 目的分析棘突间撑开器Coflex和X—STOP在治疗腰椎管狭窄中的不同生物力学特性，为棘突问植入物的设计改进提供参考。方法依据1名正常志愿者中立位下螺旋cT扫描资料构建L2～5健康腰椎有限元模型、IA／5椎间盘轻度退变有限元模型、棘突撑开器X—STOP和Coflex的动态固定模型，并对4组模型分别模拟前屈、后伸、侧弯和轴向旋转，验证和对比分析活动度（rangeofmotion，ROM）的变化和应力在棘突和撑开器上的分布。结果与退变模型相比，Coflex和X—STOP有效限制退变节段后伸ROM-48．12％和-75．35％，Coflex还能限制前屈ROM-59．58％，侧弯和扭转ROM不受限制。Coflex和X—STOP减少椎间盘后伸时应力达-58．03％和-80．75％，Coflex在前屈时应力减少-52．84％。侧弯和扭转的ROM基本不受影响。Coflex最大应力发生在前届时U型弯处，X—STOP最大应力出现在扭转时左翼螺钉连接处。Coflex与腰椎接触最大应力发生在扭转时，为31．38MPa。X—STOP与腰椎接触最大应力发生在侧弯时，为46．86MPa。结论Coflex和X-STOP是治疗腰椎管狭窄的有效方法，均可以显著降低后伸ROM和椎间盘压力，对相邻节段无明显影响。 展开更多
关键词 棘突间撑开器 腰椎管狭窄症 生物力学特性 椎间盘压力
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两种覆膜支架的生物力学对比分析 被引量：8
3
作者 谷雪莲 胡方遒 +2 位作者 于凯 李中华 宋成利 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期410-415,共6页
目的 应用数值模拟方法研究两种直管型覆膜支架在植入过程中自膨胀释放、平衡状态、支架弯曲3种工况下的生物力学特性,并对比支架结构变化对其各生物力学指标的影响。方法 建立两款环状覆膜支架（支架Ⅰ、II,其中支架II各独立支架单元... 目的 应用数值模拟方法研究两种直管型覆膜支架在植入过程中自膨胀释放、平衡状态、支架弯曲3种工况下的生物力学特性,并对比支架结构变化对其各生物力学指标的影响。方法 建立两款环状覆膜支架（支架Ⅰ、II,其中支架II各独立支架单元间添加连杆加固）和目标血管的有限元模型。使用输送鞘将支架输送到目标血管中,释放输送鞘使支架自膨胀释放,并建立血管和覆膜支架的接触关系;释放完全后,在支架内表面施加6.65-19.95 k Pa（50-150 mm Hg）动脉压;在支架两端施加角位移以使其弯曲变形。最后分析变形血管的等效应力峰值,覆膜支架在各工况下的最大主应变峰值、等效应力峰值及形态的变化。结果 在自膨胀释放过程中,支架Ⅰ、II造成血管壁应力集中的峰值分别为0.349、0.371 MPa;平衡状态中,支架Ⅰ、II平均应变分别为0.086%、0.053%,振荡应变分别为0.049%、0.027%,覆膜应力峰值分别为2.098、2.430 MPa;支架弯曲变形时,支架Ⅰ、II最大主应变峰值分别为0.069%、0.101%,覆膜变化形态上支架Ⅰ褶皱更为严重。结论 两种覆膜支架在各状态下应力应变都满足相应材料屈服极限;支架II由于单元间存在连杆而使其在释放过程中具有更大的径向支撑力,动脉压作用下具有较低应变水平,支架弯曲变形时也能具备更好的贴壁性。研究结果可以为覆膜支架的结构设计以及覆膜材料选择提供一种分析方法,并给临床覆膜支架介入手术操作提供直观、准确的技术指导。 展开更多
关键词 覆膜支架 腹主动脉瘤 镍钛合金 数值模拟 力学特性
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腹主动脉瘤直型覆膜支架的生物力学分析 被引量：6
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作者 谷雪莲 胡方遒 +2 位作者 祁勇翔 李中华 宋成利 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期623-628,共6页
应用数值模拟分析方法,研究腹主动脉瘤直型覆膜支架在径向压握、自膨胀释放及植入后平衡状态3种工况下的稳定性及各项生物力学指标。建立覆膜支架、压握工具以及目标血管的有限元模型。对圆柱状压握工具沿R轴负方向施加大小为6.50 mm的... 应用数值模拟分析方法,研究腹主动脉瘤直型覆膜支架在径向压握、自膨胀释放及植入后平衡状态3种工况下的稳定性及各项生物力学指标。建立覆膜支架、压握工具以及目标血管的有限元模型。对圆柱状压握工具沿R轴负方向施加大小为6.50 mm的位移载荷,压握覆膜支架至外径为7.00 mm;将压握工具恢复到原始尺寸,建立血管/覆膜支架接触关系;支架完全释放后平衡状态下,对其内表面均匀施加50~150 mm Hg动脉压。分析支架部分在压握与平衡状态下的最大主应变（MPS）峰值及分析后形态、释放状态下变形血管以及覆膜的等效应力峰值（VMS）。在径向压握过程中,金属支架最大压握主应变峰值为5.73%;在自膨胀释放过程中,造成血管壁应力集中的峰值为0.371 MPa,覆膜应力峰值为0.388 MPa;在植入后平衡状态下,支架平均应变为0.0859%,振荡应变为0.0486%,覆膜应力峰值为2.09 MPa,安全因子为8.23。支架部分在各工况下应变处于镍钛合金屈服强度之内,在圆角弯折处应变最为集中;覆膜部分在各工况下应力值也满足e-PTFE膜材料的屈服强度。该研究结果可以为覆膜支架的结构优化设计以及覆膜材料选择提供一种分析方法,可以提高覆膜支架的生物力学性能,并给工程设计和临床操作提供参考。 展开更多
关键词 覆膜支架 腹主动脉瘤 生物力学 镍钛合金
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基于C型臂2D投影的3D模型重建 被引量：1
5
作者 胡方遒 李自强 闫士举 《中国组织工程研究》 CAS CSCD 2012年第13期2435-2438,共4页
背景:基于C型臂2D投影的3D模型重建是一种以XRII图像作为基础,经过校正后的运用一定数值函数进行3D模型重建的技术,可在手术过程中提供给手术者丰富的图像信息,方便手术的进行。目的:探讨基于C型臂2D投影的3D模型重建技术诸多方面的问... 背景:基于C型臂2D投影的3D模型重建是一种以XRII图像作为基础,经过校正后的运用一定数值函数进行3D模型重建的技术,可在手术过程中提供给手术者丰富的图像信息,方便手术的进行。目的:探讨基于C型臂2D投影的3D模型重建技术诸多方面的问题。方法:由第一作者检索1990/2010PubMed数据库、CNKI系列数据库及万方数据库有关图像引导手术技术、C型臂2D投影图像校正与重建、基于2D图像的3D模型重建以及医学图像配准等方面的文献。结果与结论:基于C型臂2D投影图像的3D模型重建是指以C型臂获取的2D投影图像为基础,实现骨骼3D模型的术中重建。3D重建模型不仅含有更为丰富的骨骼外部形状等解剖结构信息,而且还可包含骨密度及强度等骨骼内部多元有用信息。该技术可分为两条主线:有限角度锥形束X射线摄影合成方法;基于统计可变模型的非刚性配准方法。未来的研究可将该技术与手术导航相关技术进行结合从而建立手术导航系统。 展开更多
关键词 数字化医学 C型臂 2D投影 工作原理 关键技术 重建
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远端滤网保护装置的生物力学分析
6
作者 胡方遒 祁勇翔 +1 位作者 谷雪莲 宋成利 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2015年第1期139-143,共5页
目的:模拟了一款镍钛合金远端滤网保护装置在扩张定型、径向压握和自膨胀释放过程中的情况,并对模型结构在各个接触载荷下的力学性能进行分析。方法:建立远端滤网保护装置、压握工具以及目标血管的有限元模型。对远端滤网保护装置一端沿... 目的:模拟了一款镍钛合金远端滤网保护装置在扩张定型、径向压握和自膨胀释放过程中的情况,并对模型结构在各个接触载荷下的力学性能进行分析。方法:建立远端滤网保护装置、压握工具以及目标血管的有限元模型。对远端滤网保护装置一端沿Z轴负方向施加大小为-0.5 mm的位移载荷使其完成扩张,并对圆柱状定型模具沿R轴正方向施加大小为0.5 mm的位移载荷,使远端滤网保护装置最大外径定型为6.0 mm;对圆柱状压握工具施加向内的径向位移沿R轴正方向施加大小为2.0 mm的位移载荷,压握远端滤网保护装置至外径为2.0 mm;将压握工具恢复到原始尺寸,建立血管/远端保护器接触关系。分析远端滤网保护装置在扩张定型及压握状态下的最大主应变(MPS)峰值及分析后形态,释放状态下变形血管的等效应力峰值(VMS)。结果:结果表明,远端滤网保护装置最大扩张及最大定型主应变峰值分别为4.843%和2.955%;最大压握主应变峰值为7.22%;在自膨胀释放过程中,造成血管壁应力集中的峰值为0.447 MPa。结论:该远端滤网保护装置在各状态下应力应变皆在镍钛合金屈服极限之内,但其Z字状结构相联处应力应变集中。本研究结果可以用于远端滤网保护装置的结构优化设计,提高其生物力学性能,在工程和临床上具有重要应用价值。 展开更多
关键词 远端滤网保护装置 颈动脉狭窄 生物力学 镍钛合金
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