基于个体CT影像的胸主动脉—血管内支架数值仿真初探

目的:通过对胸主动脉和血管内支架的数值仿真,进行主动脉与支架相互作用的有限元分析,企盼阐明支架径向支撑力、弹性回直力及支架源性损伤的作用机制.方法:采用临床患者薄层CT血管造影(CT angiography,CTA)的图像资料,运用MIMICS软件进行主动脉三雏数值模型的构建,使用ABAQUS软件对主动脉及支架模型进行有限元建模.对模拟支架在人体内置入及释放的过程通过有限元方法进行分析和运算,获得相关力学数据及其分布.结果:在胸降主动脉近段,由近端向远端截取3个横截面,观察各自周长和截面积的变化.结果显示,原先的周长分别为72.406 mm、69.571 mm和65.381 mm.支架置入后分别增加至77.468 mm、75.931 mm和71.013 mm,分别增长为6.99％、9.14％和8.61％；原先的截面积分别为410.690 mm2、379.788 mm2和337.648 mm2,支架置入后分别增加至469.697 mm2、453.749 mm2和399.111 mm2,增长率分别为14.37％、19.47％和18.20％.在血管支架的两端附近应力相对较大且分布不均,最大的应力靠近支架近端.结论:基于CT影像的主动脉和血管内支架的数值仿真切实可行,初步结果判断与临床表现吻合,有望为血管和支架相互作用的相关研究提供依据.