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当动脉不受到任何外部载荷时,并不意味着它处于无应力状态,动脉无载荷状态下存在残余应变。而分析血管壁在载荷状态下的应变分布必须计及血管壁的残余应变。八十年代以来,关于动脉壁残余应变的研究已有很多文献报道,但目前,关于动脉弯管段残余应变的研究仅停留在理论模型的建立上。
本文借助已有的动脉壁残余应变分析方法—弧长应变分析方法和图像测量技术,通过实验来研究主动脉弓环向残余应变的分布情况。
运用了两种边界拟合的计算方法,我们完成了对实验白兔主动脉弓无载荷状态和零应力状态下形态参数的测量和计算。
实验结果表明:(1)无载荷状态下,垂直于主动脉弓长度方向的血管截面在弯管段近似椭圆,而在直管段近似个圆。
(2)无载荷状态下,沿主动脉弓长度方向,直管段和弯管段长短半轴逐渐减小。这与生理学的结论是一致的,即愈接近心脏,动脉直径越大[46]。即主动脉弓具有一定的锥度。
(3)无载荷状态下,沿主动脉弓长度方向,弯管段的厚度变化梯度较大,而直管段的厚度基本不变。而且,弯管段的厚度比直管段的厚度大约0.06毫米。
(4)无载荷状态下,厚度沿圆周方向是均匀的。
(5)无载荷状态下,主动脉弓的椭圆或圆边界曲线是同心且同轴的,这也佐证了“厚度沿圆周方向是均匀的”结论。
(6)无载荷状态下,主动脉弓截面的长轴位于“内”、“外”方位连线上。
(7)零应力状态下,内外边界弧长沿着主动脉长度方向逐渐变小。从肋间动脉以后,内外边界弧长基本不变,可认为是主动脉弓的直管段。
(8)零应力状态下,沿主动脉弓长度方向,内外弧长与圆周方向上的剪开状态无关。
(9)零应力状态下,沿主动脉弓长度方向,厚度值基本不变。
(10)零应力状态下,沿圆周方向,厚度均匀。
(11)零应力状态下,沿主动脉弓长度方向,四种剪开状态下的张开角无显著的差异。
(12)主动脉弓内壁为压缩应变,外壁为拉伸应变。沿着主动脉弓的长度方向,残余应变的绝对值逐渐变小。即:弯管段,残余应变的值较大;直管段,残余应变的值较小。
(13)沿着主动脉弓的长度方向,残余应变的绝对值逐渐变小。即:弯管段,残余应变的值较大;直管段,残余应变的值较小。
(14)环向残余应变的沿圆周方向的分布是均匀的。
这些结果对进一步分析动脉管壁在载荷作用下的应变分布提供必要的信息。