心血管支架的案例
心血管支架移植模擬分析（ANSYS_APDL命令流）
前言
心血管支架手術方法很容易理解，醫生先將極細的導管通過血管伸到動脈狹窄的部位；然后，用一個可充盈的膠皮氣球將狹窄部位撐開；最后，將動脈支架撐在已被擴張的動脈狹窄處，防止其回縮。退出所有的導管后，動脈支架就留在了已經被擴張的動脈狹窄處。
因此，分析這樣一個心血管支架模擬問題關鍵也在于三點。
模擬血管被充壓膨脹；
支架與血管作用，起支撐作用；
充壓結束后，血管和支架有一定回彈。
采用ANSYS——APDL命令流的關鍵仿真模擬技術：
Mooney-Rivlin超彈性材料模型建立
接觸設置
生死單元技術
多點約束技術
多載荷步技術
非線性計算穩定性優化
計算結果
心血管充壓模擬：
心血管釋壓后由支架支撐血管張口大小模擬：
模型建立
一、血管阻塞模型
血管阻塞模型簡化為兩層，一層為動脈壁，一層為硬化的斑塊。截面圖如圖示。
其中，動脈壁和硬化的斑塊都采用3D實體單元建立。
動脈壁單元建立需要注意：(1)采用簡化的應變強化的單元技術來表示彈塑性材料的應變強化行為。(KEYOPT(2)=3)，(應變強化為彈塑性力學里面的知識，感興趣讀者可以查閱學習)。(2)采用混合U-P技術來解決與不可壓縮生物體組織材料的體積鎖定行為。
（體積鎖定是由于不可壓縮材料或者近似不可壓縮材料的泊松比接近0.5，根據體積模量公式：K=E/[]3*(1-2*v)，當泊松比接近0.5，體積模量接近無窮，體積難以變形，導致體積鎖死。）
ET,9,SOLID185 !185實體單元
keyopt,9,6,1 !
展開 ANSYS-WB_心血管支架仿真案例 ￥10
1 問題描述
球囊血管成形術是一種程序，其中球囊導管裝載有凹陷的支架，并通過心血管系統到達患病的冠狀動脈。 一旦就位，球囊就會膨脹到預定的直徑，從而使球囊和支架迅速膨脹。 球囊將支架向外推，破碎并向外推動斑塊沉積物，并為血液流向缺乏營養的壁掃清道路。 這種擴張也會導致金屬支架塑性變形，提供一個桁架系統來保持動脈暢通。
FEA 能夠識別冠狀動脈支架的一些機械特性，而這些特性使用傳統的機械測試可能不容易獲得。 美國食品和藥物管理局 (FDA) 認可 FEA 的強大功能，并建議設備提交需要將模擬作為驗證工具； FEA 支架提交通常包括反沖百分比、球囊膨脹引起的最大應力和殘余應力等數據。
探索了由于球囊充氣而膨脹球囊支架組件而發生的機械響應，然后是球囊放氣。 這些步驟導致成功部署冠狀動脈支架。 本報告的最終結果包括支架的詳細 FEA，它反映了 FDA 概述的真實世界提交數據，并研究了反沖百分比、最大應力的關鍵位置、這些關鍵位置的應力大小，以及塑性變形引起的殘余應力 .
為本教程生成的模型是一個簡單的支架幾何形狀，僅為了本教程的目的而制作，并不反映最佳支架設計。
2 預分析
在預分析步驟中，我們將審查以下內容：
數學模型：我們將研究控制方程 + 邊界條件以及包含在這個復雜的非線性數學模型中的假設。
Ansys 中的數值求解過程：我們將簡要概述 Ansys 用于求解非線性問題的求解策略，包括材料非線性和接觸非線性。
預期結果的手工計算：我們將使用我們的力學直覺和數學模型知識來預測 Ansys 的預期解決方案。 我們將密切關注為獲得解析解而必須做出的其他假設。
數學模型
在這里，查看控制方程，我們必須評估通過將材料和接觸非線性添加到模型中會發生什么。
展開 workbench心血管支架接觸擴張分析 ￥88
心血管擴張一般abaqus分析較多，但是相對workbench，有較高的學習成本，如果僅是簡單學習需要，workbench具有上手快，操作簡單，精度也較高的優點。
通過本案例的學習，您將獲得：
workbench中支架網格的劃分；
血管壁與支架的接觸設置；
支架及血管柱面坐標系的建立和使用；
完整的案列模型資料和細節設置；
注：本案例采用ansys/workbench2021,低版本的同學可聯系我，重新發送低版本或者免費指導；
qq:1722844984(云盤文件永久有效)
南科大/浙大團隊《Sci. Adv.》：在3D打印水凝膠-高分子復合結構方面取得重要研究進展
多材料3D打印水凝膠復合材料三維結構
通過該技術制備的具有藥物緩釋功能的水凝膠-形狀記憶高分子（SMP）心血管支架如圖3所示。3D打印的形狀記憶高分子材料使得心血管支架在體溫37℃環境下能夠自動展開撐開硬化、狹窄的心血管，而嵌入的水凝膠材料則使其具備了藥物緩釋功能。
圖3. 3D打印的具有藥物緩釋功能的形狀記憶心血管支架
該技術還可用于多功能軟體驅動器的快速一體化成型。如圖4所示，通過多材料3D打印離子導電水凝膠與光敏彈性體可將應變傳感功能賦予軟體驅動器，實現軟體機器人的驅動-傳感快速一體化成型。
圖4. 3D打印的具有應力傳感功能的軟體驅動器
該項研究拓寬了水凝膠-高分子材料復合結構成型方法和能力，在開發新型多功能軟體器件方面具有較大應用潛力。
以上相關成果發表在Science Advances上，并被雜志封面重點報道，DOI: 10.1126/sciadv.aba4261。南方科技大學為本論文第一單位，南方科技大學、西北工業大學和浙江大學為本文共同通訊單位。該項研究得到廣東省重點領域研發計劃、國家自然科學基金等項目資助。
文章鏈接：
https://advances.sciencemag.org/content/7/2/eaba4261
展開 
清華大學“安世亞太杯”虛擬仿真創意大賽特等獎作品開源
小組提交的題目是心血管支架移植手術仿真系統的設計與應用，這是筆者平時在閱讀文獻時發現的一個方向，其實筆者的專業和這個心血管植入方向絲毫不搭邊，初步進行了一些嘗試，借著這次大賽的機會完善了相應的分析平臺，具體的計算模擬分析是基于ANSYS的參數化建模分析手段，筆者在程序命令流中進行模塊化處理，各個模塊都給出了非常詳細的注釋。詳細程序命令流已貼在后文，有需要的可以后臺私信作者獲取。
具體主要是搭建了心血管支架植入的仿真平臺，對不同材料、不同形狀的心血管，以及多種支架的設計及植入等做了一定的分析，具體可以看文后
貼出的答辯PPT。
其實小隊的最初的構想是可以做一個軟件界面，奈何沒有隊友是計算機出身，目前的想法或者我們所能實現的手段只能是將現有的基于ANSYS命令流的計算平臺移植到基于Matlab的GUI界面中，若有那位大佬有軟件開發的經驗，可否授小弟以漁。
在這里把本次大賽的參賽作品開源，是希望有小伙伴對此感興趣，可以將其發揚廣大，對其進行完善，因為筆者自知目前這個計算平臺，還是有非常多需要完善和簡化使用的優化處理，畢竟0代作品嘛，或者有專門做此方向的小伙伴，可以進一步做的更為學術更為嚴謹，做一篇文章應該還是不成問題的。
本次大賽由清華大學材料學院實驗教學中心主辦，安世亞太科技股份有限公司和清華大學材料學院學生科協協辦，旨在增強同學們對虛擬仿真的興趣，鼓勵學生將虛擬仿真技術和自身專業知識相結合，提高融合創新能力，給學生在虛擬仿真領域提供創作機會和創作空間。
展開 COMSOL模擬堵塞血管支架流動、堵塞血管超彈性動脈壁支架擴張過程、擴張變形動脈壁的血液流動。 ￥224
本案例為COMSOL模擬堵塞血管支架流動、堵塞血管超彈性動脈壁支架擴張過程、擴張變形動脈壁的血液流動。
主要對支架擴張前后，血液流動分析，針對擴張前進行堵塞血管的流固耦合模擬和支架擴張后血管的流固耦合分析，收費內容包含四個文件，分別為堵塞血管的層流模擬文件、堵塞血管的支架擴張過程模擬文件、對擴張后的模型進行導出并重新劃分網格并對其血液流動進行模擬，三個仿真模擬文件（包含結果）和PPT。
注：本案例和另一視頻課程內容一樣。
圖一付費案列
圖二 支架擴張后的血液流動分析
圖三 支架擴張前的血液流動分析
圖四 支架擴張及血管壁變形情況
編輯
圖五 支架及血管網格劃分
展開 “腦子進水”怎么用有限元分析！！！
基于Beam單元建模的風力發電葉片模態分析
汽車充氣輪胎的路面滾動模擬(流固耦合)
心血管支架移植模擬分析
微納3D打印有望實現突破
例如，內窺鏡、心血管支架、特定的電子接插件等。通過運用微納3D打印，內部結構復雜的心血管支架成型更加容易、成本顯著降低、制造效率也更高。
不管是宏觀應用也好，微觀應用也罷，雖然3D打印技術研發及實際應用日益火熱，但是整個行業在發展過程中仍然存在著一定的問題，材料和設備成為了兩大限制性因素。由于3D打印設備功能有待進一步完善、稀有材料研發困難且價格昂貴，3D打印目前只能用于模具鑄件、航空航天等領域的非核心零部件的替換生產領域。此外，專業人才缺乏、行業標準尚未完全建立等因素，都制約了3D打印短期內的大規模應用。
如今，3D打印行業兩極分化的發展趨勢日益顯現，擁有自主知識產權和創新能力的3D打印企業正在激烈的全球化市場競爭中成長起來，并努力通過整合設備、軟件、材料等系列產業鏈來為用戶提供智能化整體制造解決方案。基于其具備的技術優勢和研發實力，這部分企業將在某一時期內占據行業發展的制高點。
與此同時，缺乏自主創新能力、依靠復制其他企業技術及運營模式的企業，只能通過倒賣設備或提供低端打樣服務存活。在日益白熱化的市場競爭中，這些企業可能面臨更大的挑戰，并被迫加強技術升級和產業結構調整。
任何事物的發展都需要一個過程，3D打印也一樣。在業界人士的推動下，微納3D打印有望在技術研發和實際應用過程中實現全新的突破，并展現出其獨有的魅力。
來源：中國智能制造網
展開 血管支架卷曲仿真模型
人工支架是治療冠心病的一種常用方法。人工支架可以增加流向心臟的血液流動，但也會帶來并發癥，因為患者心臟周圍的動脈具有不規則的解剖結構。自膨脹式支架是人工支架的一種，它能夠貼合血管，并隨著血管的變化而變化。
由于形狀記憶合金在經歷相變后會“記住”其原始形狀，因此它們能夠自我膨脹。自膨脹式支架不是被制造成卷曲狀態，而是先被制造成稍大于血管直徑，然后在低溫下被卷曲并限制為較小的直徑，直到到達輸送位置。移除限制后，支架將展開并可以恢復到血管直徑尺寸。
本案例模擬了由形狀記憶合金制成的動脈支架的卷曲變形過程。仿真結果如圖所示：
感興趣的朋友歡迎交流
展開 覆膜支架植入血管仿真分析
柔順性是各類支架臨床應用的關鍵特征之一，決定了支架適應血管的能力。如果柔順性不足，在植入彎曲血管時，支架容易扭曲，引起并發癥。相反，良好的柔 順性使擴張支架能夠跟隨血管的輪廓，減少支架血管界面處的變形。因此，柔順性 的提高將擴大支架在血管解剖形態上的廣泛應用。如果擴張的支架由于缺乏柔順性而不能很好地適應動脈，則可能導致內漏。因此，提高支架的柔順性也可以增強密封效果，最大限度地減少內漏等并發癥風險。當血管彎曲半徑越小，且彎曲夾角越小時，對支架的柔順性要求也越高，也更加容易在支架端部出現鳥嘴現象。即彎曲端部內側支架與血管間存在空隙不能形成有效的密封，而主動脈弓處的血管半徑與血管彎曲角度都是對支架柔順性極具挑戰的一處血管，在臨床中“鳥嘴”現象對術后病人的恢復會存在巨大影響，同時則增加內漏的風險。通過提高支架的柔順性，可大幅度減小發生“鳥嘴”構型的概率。
通過有限元能夠獲得支架植入后血管的形態和應力應變分布，得到相應的力學信息。
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展開 2019最新醫學有限元分析內容 臨床試驗發文章請注意看》
、骨組織專題）
7 心血管支架植入過程中的力學分析（實例操作分析）
7.1血管和支架幾何模型建立
7.2 血管和支架的位置裝配
7.3 血管和支架有限元模型網格劃分、材料參數、接觸及邊界條件設置
7.4 分析步的設置及計算
7.5 結果后處理
8 骨釘拔出過程的力學分析（實例操作分析）
8.1 骨釘及骨組織模型的建立與裝配
8.2 網格劃分、材料屬性、邊界條件、分析步等的設置
8.3 計算與結果后處理
9 人工椎間盤置換術建模與仿真（實例操作分析）
9.1 幾何模型的導入
9.2 模型的裝配
9.3 模型網格劃分、材料屬性、邊界條件、分析步等的設置
9.4計算與結果后處理
9.5結合學員自己課題分析與設計思路討論
七、主講專家：
主講專家來自北京高校及其他科研機構的高級專家，長期從事醫學生物力學、生物材料力學、有限元仿真等方面的教學與科研工作，獲得國家自然科學基金青年項目、中國博士后科學基金項目、北京市自然科學基金青年項目，具有資深的技術底蘊和專業背景， 擁有豐富的科研及工程技術經驗。
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abaqus怎么模擬血管支架的輸送過程？
現已有血管模型和支架模型，血管支架植入需要輸送裝置將其輸送到病變部位，abaqus怎么設置可以讓支架按照指定路徑移動到指定位置，模擬支架的輸送過程？謝謝各位大佬指教！！
血管支架強度/剛度有限元仿真-（1）
介紹：藥物置于氣囊中，達到指定位置后藥物釋放，膨脹撐起支架，致使支架發生塑性變形，氣囊釋放完后回縮。支架但由于塑性形變的產生，自身撐起血管，使血管直徑變大，即可達到使血液更好流通的目的。
1 仿真計算流程
本次仿真計算流程如下：
（1）依據所提供參數，建立各部件的三維模型（于CATIA中完成）；
（2）完成各部件的網格劃分，并進行裝配（于HYPERMESH中完成）；
（3）保存各部件的INP文件，導入ABAQUS中進行有限元分析；
（4）獲取有限元分析結果，并對所得數據結果進行后處理；
（5）完成報告的撰寫。
2有限元模型的建立
2.1血管支架有限元模型的建立
血管支架二維模型簡圖如圖2-1所示。
圖2-1 血管支架三維模型簡圖
圖中參數說明如下：
Rstent=0.75；Lstent=8.0；hc=0.9；dH=2π*Rstent/Ny (Ny=12)；P1=0.25 P2=0.5；Wstrut=0.1；Tstrut=0.1 (也就是大S形狀矩形截面的長寬，小S形狀的為Wstrut一半，Tstrut一樣大)
按照以上參數在CATIA中建立支架模型，如圖2-2所示。由于模型為軸對稱模型，因此建模時只需要建立一部分，劃分網格后通過鏡像、對稱等操作即可獲得整個支架完整的有限元模型，網格劃分在HYPERMESH中完成，如圖2-3.
圖2-2 血管支架實體模型
圖2-3 血管支架有限元模型
模型全部為六面體單元，單元類型為C3D8R，共計99390個單元，130176個節點。
2.2氣囊有限元模型的建立
氣囊三維模型參數為，長度為10mm，直徑為1.6mm，厚度為0.02mm。
展開 通過仿真快速評估血管支架的徑向支撐力 ￥6
徑向支撐力是評價自擴張血管植入支架的固定有效性的重要項目之一，如果僅通過打樣測試的方法則費時費力費銀子，采用有限元的方法可以快速評估不同支架結構（波數、波高、絲徑、波峰谷弧度等）的徑向支撐力。
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血管支架人造皮膚都可3D打印
國工程院院士、被譽為中國3D打印之父的盧秉恒在近日舉行的第三屆中德智能制造產業化合作峰會上透露，目前血管支架、人造皮膚甚至人工肝臟、人工心臟都可3D打印。
3D打印技術和智能制造密切相關，并支持智能制造快速開發和個性化設計。在盧秉恒看來，3D打印還帶來產品裝備的顛覆性變革，例如GE公司利用3D技術打印飛機發動機噴油器，提高燃油效率15%，發動機前進了一代；利用3D技術打印汽車，2萬個零件可以集成為40個，6天即可打印完成且減重三分之一。
在精準醫療領域，3D打印技術更是應用廣泛。專家介紹，3D打印機的原理和噴墨打印機類似，材料從噴嘴噴出，層層疊覆，最終形成一個三維物體。2013年，美國專家就嘗試使用3D打印技術打印人耳。英國赫瑞瓦特大學也和一家干細胞技術公司合作，首次將3D打印拓展到人類胚胎干細胞范圍。
在我國，盧秉恒團隊此前已成功利用羊、兔等動物試驗，打印“活體骨頭”——使用可降解材料做支架，附著干細胞生長因子。當這種“活體骨頭”植入動物體內后，可降解材料逐漸降解，然后長出骨細胞，成為真正的活體器官。
“3D打印人體器官，目前又向前推進了一大步，”盧秉恒介紹，目前，他的研究團隊已和相關醫院合作，利用3D打印技術打印可降解的血管支架。人造心臟瓣膜的3D打印也已進入臨床試驗階段。此外，人造皮膚的3D打印試驗也已完成，不過下一步還要攻克人造皮膚的神經系統難題。
在盧秉恒看來，3D打印技術主要滿足個性化的精準醫療，例如醫療模型制造、導航模板、齒科、骨科內植物、靶向治療等。“西安交大和昆明一家醫院合作研發了脊椎手術導航模板，有效解決了模板的高精度、低成本難題。”此外，人工肝臟、人工心臟的3D打印技術也在持續攻關中。
隨著3D打印技術逐漸成熟，3D打印制造工廠還有望搬到外太空。
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