心臟瓣膜支架的案例
LS-Dyna ICFD不可壓縮流心臟瓣膜模擬 ￥199
LS-DYNA ICFD 心臟瓣膜模擬
3.1模型介紹
本血流動力學實例突出了 ICFD 求解器的最強 FSI 能力。由于壓力差，心臟瓣膜小葉打開以允 許血液流動。然后，強烈的反壓迫使它們再次關閉，血流量減少。本案列中對于瓣膜和血管壁均采用超彈性材料模型，難點在于當瓣膜在壓力驅動下張開時，會帶動流體網格產生較大的變形，通常為避免網格拉扯出現負體積，一般結合動網格，例如Comsol動網格。但即便如此，仍會存在無法繼續計算的問題，下圖6展示為Comsol拉普拉斯動網格模型，并當網格質量較差時，打開網格重新劃分，但是即使這樣，當變形較大時，計算仍然停止了，上文介紹的ICFD網格自適應技術能夠很好的彌補這點缺陷。
注：Comsol依然強大，只是本人找不到合適的方法，在此沒有說明Comsol軟件能力弱
圖 6 Comsol動網格及網格重新劃分心臟瓣膜模擬
3.2模擬結果展示
圖 7 心臟瓣膜網格自動剖分展示
圖 8 心臟瓣膜仿真流場壓力展示
圖 9 心臟瓣膜打開模擬
展開 哈佛大學3D打印合成心臟瓣膜，可伴隨兒童一起生長，減少手術次數
這樣，當細胞進入支架時，它們感覺就像在心臟瓣膜中，而不是合成支架中。”
△FibraValve 由聚合物纖維長絲組成，復制了人類心臟瓣膜的物理特性，并且具有足夠的多孔性，可以讓細胞滲透并用活組織替換支架。
此外，該團隊定制的 PLCL 聚合物材料不僅可以改善 FibraValve 進入體內后活細胞的滲透，而且還可以生物降解。FibraValve 比其前身更具彈性，還允許細胞在整個支架上更均勻地分布。該團隊還優化了瓣膜內部“小葉”的形狀，以減少通過瓣膜漏回的血液量。通過所有這些改進，FibraValve 可以實現自我重塑，對于心臟仍在生長的兒童心臟瓣膜疾病患者非常有用。
Parker說：“這項研究說明了 FibraValves 作為患有瓣膜疾病的兒童的解決方案的潛力，我們的目標是讓患者的原生細胞使用該設備作為藍圖來再生自己的活瓣膜組織，但 FRJS 也有潛力作為未來制造其他醫療設備的平臺。”
△聚合物和聚焦空氣射流被迫通過紡絲裝置，聚合物纖維聚集在閥形心軸上形成 FibraValve。
蘇黎世的 Hoerstrup 團隊將 3D 打印的 FibraValve 植入活羊的心臟中，它立即開始發揮作用，小葉打開和關閉，以實現每次心跳時血流的調節。一小時后，研究人員觀察到稱為纖維蛋白的蛋白質沉積在瓣膜外部，紅細胞和白細胞滲透到其多孔支架中，沒有發現副作用、血栓形成或任何其他問題的跡象。現在，該團隊期待在長期動物測試中評估 FibraValve 的性能和再生能力。Hoerstrup 說：“從臨床角度來看，FibraValve 的這些首次 體內結果很有希望，并激勵我們啟動進一步的臨床前評估。”
研究人員相信，他們的 3D 打印心臟瓣膜置換方法最終可能會帶來更多定制化的植入式醫療設備，例如血管、其他瓣膜和心臟補片。
展開 冠脈支架/心臟支架模型，僅供學習參考 ￥50
支架模型創建過程：在CAD里面進行支架的平面圖設計（平面shell）→導入abaqus進行幾何分割，shell網格劃分規則的四邊形→offset為目標厚度→使用abaqus網格卷曲工具wrapmesh進行網格卷曲→接縫處網格節點嚙合。
模型簡要描述: 5層折疊球囊，動脈斑塊，血管等。
需要指導的可以聯系。
擴張后的支架
動脈斑塊應力
血管壁應力
基于dyna心臟瓣膜動力學仿真分析
從工程力學角度看：心臟是人體血液循環的動力裝置，而心臟瓣膜是能夠控制血液在心動周期內單向流動的控制原件，一旦心臟瓣膜病變或損壞，將危及患者的生命安全。生物瓣膜是挽救病人生命的有效手段。通過有限元方法對生物瓣膜進行動態力學性能分析,所得到的瓣葉在動態載荷下的應力分布更加接近真實情況,是瓣膜設計工作的有益嘗試,這為設計和優化生物瓣膜,提高其耐久性提供重要參考和依據,對生物瓣膜的研制、加工和性能評估工作具有重要的指導作用和現實意義。
1幾何模型及有限元模型
生物瓣膜由三片成軸對稱的瓣葉構成，直接由ansys建難度大，故以PRO/E的格式導入軟件并進行網格劃分,生成動態力學分析的有限元模型。如下圖
2材料參數
生物心臟瓣膜采用的是天然的牛心包或豬主動脈瓣,主要材料為心肌纖維,是一種非線性的粘性材料。結合實際，本文將其近為線性彈性材料,泊松比是0.45，彈性模量為5.4MPa，密度為1.1g/cm3。
3單元類型及算法的選擇
在對瓣膜進行動態載荷分析時,使用的是薄殼單元shell163，血流為流體，采用歐拉算法。總體上采用流固耦合算法。瓣葉與血管壁縫合邊,本文假設為全約束條件。瓣葉的自由邊,沒有對其進行約束。
4結果
（1）應力分布
（2）結果動畫
展開 
基于SolidWorks的機械人工心臟瓣膜結構設計與有限元分析
人工機械心臟瓣膜是自然心臟瓣膜的替代物，隨著對人工心臟瓣膜血流動力學認識的深入，新材料的應用，人工機械心臟瓣膜計算機模擬、測試手段的提高，使得人工機械心臟瓣膜研究成為國內外新興研究的熱點之一。通過SolidWorks及其分析軟件COSMOSWorks進行新型三葉瓣的研究開發，分析機械心臟瓣膜的結構組成及設計要求進行瓣葉與瓣環的結構設計。對瓣葉選擇合適的網格化分，用COSMOSWorks軟件自帶求解器進行應力與應變分析。為進一步研制新型人工機械心臟瓣膜提供了一種參考方法
基于SolidWorks的機械人工心臟瓣膜結構設計與有限元分析.pdf
展開 重獲“心”生——使用 COMSOL 軟件模擬心臟瓣膜開合
Elabbasi 還提到“所有正在研究心臟瓣膜、推出相關產品（例如支架）或分析心血管疾病（例如動脈瘤）的醫療器械公司都應該采用 FSI 建模。”FSI 仿真提供的信息有利于優化醫療器械的設計，最終幫助更多患者治愈心臟疾病。
來源：COMSOL
案例25-心臟支架模擬
案例25-心臟支架模擬
本案例演示了如何模擬在堵塞動脈中進行支架替換過程中和替換后的支架-動脈相互作用。
主要用到了下列高階建模技術：
? 接觸
? 生死單元
? 混合u-P公式
? 非線性穩定
簡介
金屬裸露支架是一種能夠有效打開動脈粥樣硬化和其他堵塞的器件。支架的成功很大程度上取決于動脈和支架之間的力學作用。在支架設計過程和臨床前患者特異性評估時，使用有限元法進行計算已經成為一種研究支架-動脈相互作用的被認可的方法。
可行的支架-動脈有限元模型必須正確反應現象的非線性本質，如生物組織的性質，動脈壁的大變形和支架和動脈之間的滑動接觸。
問題描述
建模包括一個Medtronic driver牌角膜支架和一個被嚴重堵塞的角膜動脈。動脈被簡化為兩層垂直的圓柱體，一層代表動脈壁，一層代表鈣化斑塊。
使用一個非線性靜力學分析來仿真三步的支架搭建過程。
1. 使用提升壓力擴張動脈（血管成形術）
2. 放置支架
3. 使用平均血壓收縮動脈，并在支架和動脈壁之間建立接觸
建模：
心血管支架建模包含三個部分：支架建模，動脈壁和斑塊建模，支架-斑塊接觸建模。
支架建模
創建支架的線模型，并使用BEAM189單元劃分網格
為了簡化模型和計算效率，使用梁單元比使用實體單元更好。支架裝配體直徑3.5mm，長15mm，并有8個冠，用于制造支架的金屬線的截面為圓形，外直徑為0.1mm。雖然支架通常使用鎳鈦記憶合金材料，鎳鈦記憶合金的材料非線性需要單獨的討論，為了演示該問題的建模方法，模型中使用線彈性材料316L鋼替代。
展開 哈佛3D打印心臟瓣膜為提高人工膜瓣匹配度開辟道路
近期，哈佛大學的科學家們則將該技術應用到了受損心臟領域，這提供了一種可以保持動脈暢通、讓血液自由流動的潛在新工具。
心臟瓣膜置換術是一種相對常見但卻比較棘手的手術，外科醫生需要打開促進血液進出心臟的四個瓣膜中的一個。這些瓣膜可能停止正常工作的原因有很多，但其中一個特別常見的原因是鈣積聚在被稱為小葉的皮瓣上，正常情況下它在每次心跳時打開和關閉。
哈佛大學的研究人員指出，在75歲及以上的美國人中，每八個人中就有一個以上會經歷中到嚴重程度的心臟主動脈瓣堵塞。醫生通過導管小心地將人工瓣膜置入主動脈內來進行治療，這一過程被叫做經導管主動脈瓣置換術(TAVR)。然而要想確定正確的尺寸卻有點像猜謎游戲。
“如果你在網上買了一雙鞋，卻沒有先試穿過，那么它們很有可能不太合適，”哈佛大學維斯研究所資深研究科學家James Weaver解釋稱，“選擇合適的替代TAVR瓣膜也會出現類似的問題，因為醫生沒有機會在術前評估特定瓣膜的尺寸與患者的解剖結構之間的匹配程度。”
如果判斷錯誤后果將會很嚴重。如果人工瓣膜太小就會發生移位和泄漏的問題；如果人工瓣膜太大，則會導致心臟破裂甚至還可能會導致死亡。
科學家們目前確實有一些工具可供他們在準備過程中使用。通常情況下，患者需要接受CT掃描，其中X射線圖像將用于生成心臟的三維重建，但這仍舊只能描繪出部分圖像。雖然這些可以展示主動脈的外壁以及鈣的積聚，但由于小葉太薄無法顯示出來因此就很難預測出人工瓣膜的適應程度。
展開 彈塑性材料的心臟支架分析（原創，如轉載，請注明出處）
分析類型：基于ANSYS動力學分析
技術難點：非線性分析 熱處理分析
完成人：技術鄰 張小燕
業務咨詢網址：http://www.yqgqt.org.cn/z/413925
技術背景：記憶合金支架通常是從小管材多次逐步擴張到大直徑使用的。每步擴張后進行熱處理，然后進行再次擴張。
工程意義：支架設計
研究對象：記憶合金支架
有償低價供該技術高清語音教學視頻
技術應用： 支架分析 熱分析計算
心臟支架結構仿真分析專題培訓，歡迎報名
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