基于動脈粥樣硬化的流固耦合模型動力學(xué)分析.pdf

1、動脈粥樣硬化斑塊的破裂是導(dǎo)致急性心腦血管事件的觸發(fā)因素，而斑塊破裂與否則與其內(nèi)在組織成分和外在受力狀態(tài)密切相關(guān)。本文假定血液為不可壓縮的牛頓流體，動脈粥樣硬化斑塊為表層纖維帽和內(nèi)部脂質(zhì)核心構(gòu)成的雙層線彈性體，從流體力學(xué)和彈性力學(xué)基本理論出發(fā)，建立了描述動脈血流及斑塊運(yùn)動的流固耦合模型，并利用ComsolMultiphysics有限元分析軟件進(jìn)行數(shù)值求解，研究了不同斑塊物質(zhì)屬性、幾何尺寸以及血流速度條件下斑塊上應(yīng)力分布，斑塊表層纖維帽的內(nèi)

2、外平均壓力差和剪應(yīng)力的變化規(guī)律，為研究斑塊破裂的機(jī)理提供參考與思路。本文共分四章。
　　 第一章為研究背景，主要介紹動脈粥樣硬化斑塊失穩(wěn)破裂的研究現(xiàn)狀以及ComsolMultiphysics有限元分析軟件。
　　 第二章研究了簡化二維情形下的流固耦合模型，分析了不同條件下動脈粥樣硬化斑塊纖維帽所受內(nèi)外表面的壓力差以及表面剪應(yīng)力的變化規(guī)律。結(jié)果表明:(1)斑塊表層纖維帽和內(nèi)部脂核的物質(zhì)屬性主要影響纖維帽受到的內(nèi)外壓力差和斑

3、塊上的應(yīng)力分布，對纖維帽受到的剪應(yīng)力影響輕微。當(dāng)纖維帽和內(nèi)部脂核的彈性和可壓縮性越相近，纖維帽受到的內(nèi)外壓力差越小，且應(yīng)力較均勻的分布于斑塊上。當(dāng)纖維帽和內(nèi)部脂核的彈性和可壓縮性差異越大，纖維帽內(nèi)外表面的壓力差越大;另外若E1＞E2時，應(yīng)力最值一般分布在纖維帽上，反之，應(yīng)力最值分布于內(nèi)部脂核上。而當(dāng)ν1＞ν2時，應(yīng)力最值一般分布在內(nèi)部脂核上，反之，應(yīng)力最值分布于纖維帽上。(2)斑塊的幾何構(gòu)型對纖維帽受到的內(nèi)外壓力差和剪應(yīng)力都有明顯影響。

4、纖維帽厚度的增加，使其自身受到的內(nèi)外壓力差增大，但是纖維帽內(nèi)外表面之間的壓力梯度不變;斑塊的厚度和長度比對纖維帽內(nèi)外壓力差和剪應(yīng)力呈現(xiàn)正相關(guān)的基本變化規(guī)律，兩者的比值越大，即斑塊越陡，斑塊纖維帽內(nèi)外表面的平均壓力差和剪應(yīng)力越大。另外斑塊的幾何構(gòu)型基本不影響斑塊上應(yīng)力的分布。(3)血管內(nèi)血液的流速增大，會增大纖維帽的內(nèi)外壓力差和表面剪應(yīng)力。
　　 第三章在前一章的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究了三維情況下的斑塊受力情況，結(jié)果表明:斑塊的纖維帽