论文部分内容阅读
血管内支架是一种有效的治疗颅内动脉瘤的方法。在实际设计支架时，支架的某些参数往往是由设计者按照经验选择，并通过实验对选择的参数进行修正。这样的设计需要进行大量的体外实验，同时也要求设计者具有丰富的经验。近年来，随着科技的不断进步，越来越多的设计者开始采用有限元数值模拟的方法对支架结构进行设计和优化。 支架优化可从生物学、固体力学以及流体力学三个方向出发。生物学方向是优化支架材质，改善生物相容性；固体力学角度是对支架的力学性能进行优化；血流动力学角度是优化支架植入后瘤腔内部的血流动力学因素。目前大量优化工作集中在对支架力学性能进行改善，对血流动力学因素的优化大多停留在对比分析。因此本研究从血流动力学角度出发，对梯形截面支架的截面大小进行优化，使其植入后可以获得最优的血流动力学效果。 研究中利用SolidWorks2008构建了38组颅内囊状动脉瘤及其植入不同截面积支架的三维模型。通过ANSYS12.0对建立的模型进行数值模拟计算分析，得到38组瘤腔壁面最大压力梯度，并应用广义回归神经网络及遗传算法对支架截面积进行优化，使植入支架后最大瘤腔壁面压力梯度降到最低。 优化后得到的最大壁面压力梯度为97998 Pa/m，对应的梯形下底边长度为0.059 mm。将这一数值与流固耦合数值模拟计算得到的结果进行对比，误差在0.7％左右。优化后的支架有效降低了瘤腔壁面最大压力梯度，避免了瘤腔壁面应力集中，减小了动脉瘤发展和破裂的概率。同时本文的研究对今后新型支架的设计提供了一定的理论指导。