Обратная связь
Инженерный анализ — это больше, чем программное обеспечение®

Кардіологія

СТЕНТИРОВАНИЕ

Разработка стента при помощи численных инструментов от ANSYS

Основные трудности, возникающие при разработке стентов:

  • Индивидуальная геометрия для конкретного пациента
  • Риск роста рост и разрыва бляшек (образование тромбов, повышающие риск эмболии)
  • Усталость материала стента, вызванная большим количеством рабочих циклов
  • Возможная рециркуляция крови
  • Деформация стенок артерии
  • необходимо обеспечить правильное направление кровотока

 

Стент в артерии Сравнительные размеры стентов

 

Сплавы с памятью формы (Shape-Memory Alloy)

Сплавы с памятью формы (SMA) - это класс материалов, обладающих свойствами, отсутствующими в материалах, традиционно используемых в технике. В частности, SMA обладают внутренней способностью запоминать исходную форму. Примером хорошо известного материала SMA является нитинол.
Благодаря своим уникальным свойствам, эти сплавы нашли широкое признание в качестве материала для ряда инновационных инженерных устройств.

 

Стенты из нитинола

Стенты из нитинола привлекательны для индустрии медицинского оборудования по разным причинам:
Нитиноловые сплавы - биосовместимые материалы.
Баллону не нужно «расширять» стент, потому что он «самораскрывается» после помещения в кровеносный сосуд:

Установка стента в кровеносный сосуд

 

Основные этапы моделирования стентов в ANSYS:

  • Моделирование развертывания стента в деформирующейся стенке артерии
  • Моделирование гемодинамики стента с отводящим потоком и рециркуляцией кровотока / модель отложения тромбоцитов рядом со стойкой
  • Моделирование всей сердечно-сосудистой системы с помощью моделей сокращенного порядка (например, Винкесселя)
  • Моделирование навигации эндоваскулярного инструмента по геометрии пациента
  • Анализ усталостной (циклической) долговечности периферического стента

 

Влияние стента на картину кровотока (церебральная аневризма)

 

Виртуальная сердечно-сосудистая система

 

Раскрытие стента в деформируемой артерии пациента

Ключевые особенности:

  • Имплантация стента сложной формы в одну или несколько артерий пациента
  • Моделирование взаимодействия стента и стенки артерии
  • Выявление наибольшего действующего механического напряжения в стенте и артерии
  • Моделирование поведения материала SMA (сплав с памятью формы)

 

Преимущества ANSYS:

  • Возможность геометрического инструмента Space Claim Direct Modeler управлять любой сложной геометрией
  • Продвинутая нелинейная модель материалов, включая сплав с памятью формы (SMA)
  • Моделирование взаимодействия структуры жидкости и конструкции стента
  • Параметрический анализ для оптимизации надежной конструкции

 

Результаты моделирования: сжатие, осевое и радиальное удлинения стента

 

 

Поскольку стенты имплантируются надолго, более длительные явления могут иметь решающее значение: усталостная долговечность и диффузия.

Из-за миллионов движений колена в течение жизненного цикла периферического стента может произойти драматическое усталостное разрушение:

Стент в колене

 

Постепенное высвобождение препаратов, предотвращающих рестеноз после имплантации. Результат моделирования через 35 дней после имплантации

 

Моделирование "in silico" в расчетной среде Workbench

Рабочий проект Workbench для моделирования стента

 

 

Многообразие геометрий сосудов разных пациентов Развертывание стента вблизи аневризмы (напряжения в стенте)
 
Кровоток после установки стента Модель сердечно-сосудистой системы

 

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ФОРМЫ КАНЮЛИ ОТТОКА ДЛЯ МИНИМИЗАЦИИ ЭМБОЛИИ ГОЛОВНОГО МОЗГА

Стандартная конфигурация (а), конфигурация при 30 град. (b), конфигурация при 60 град.

 

Путем соответствующей корректировки синтетической модели ложа дуги аорты было обнаружено почти 50% -ное снижение церебральной эмболии ,что достигается при небольшом угле имплантации по сравнению с исходным нормальным размещением канюли LVAD.

 

Результаты моделирования кровотока в ANSYS FLUENT

 

 

РЕКОНСТРУКЦИЯ ГЕОМЕТРИИ ПО ДАННЫМ КТ

  • Навигация по осевым линиям сосудистой системы
  • Выделение контуров просвета из плоскостей, ортогональных к центральной линии
  • Отображение значений плотности и расстояния между аортой и позвоночником на сетке сосудистой структуры
  • Экспорт в ANSYS DesignModeler
 
КТ и реконструкция геометрии

 

Импорт осевых линий, плоскостей и контуров
Реконструкция сосудистой стенки методом поверхностной интерполяции
Преобразование «данных изображения» в «механические данные» (свойства материала, граничные условия)

Результат реконструкции

 

СЕГМЕНТИРОВАННЫЕ ДАННЫЕ ПАЦИЕНТА

   

 

Процесс моделирования системы доставки

Начальное состояние:

Деформированная артерия и проводник в равновесном состоянии
- Система доставки: недеформированная, вне артерии, фиксированная зона введения

Смещение системы доставки в просвет сосудов
Деактивация контакта проводника / артерии
Активация системы доставки / контакта с артерией
Ослабление ограничений системы доставки до состояния равновесия

 

Результаты моделирования системы доставки

30° LAO FRONT 30° RAO
     

 

 



 

ANSYS 2020 R2 - Расчетные возможности

ANSYS 2020 R2 - Обновления и изменения

ANSYS 2020 R2 - Технические требования

 

ANSYS 2020 R1 - Расчетные возможности

ANSYS 2020 R1 - Обновления и изменения

ANSYS 2020 R1 - Технические требования

 

ANSYS 2019 R3 - Расчетные возможности

ANSYS 2019 R3 - Обновления и изменения

ANSYS 2019 R3 - Технические требования

 

ANSYS 2019 R2 - Расчетные возможности

ANSYS 2019 R2 - Обновления и изменения

ANSYS 2019 R2 - Технические требования

 

ANSYS 2019 R1 - Расчетные возможности

ANSYS 2019 R1 - Обновления и изменения

ANSYS 2019 R1 - Технические требования

 

ANSYS 19.2 - Расчетные возможности

ANSYS 19.2 - Обновления и изменения

ANSYS 19.1 - Обновления и изменения
ANSYS 19 - Расчетные возможности
ANSYS 19 - Обновления и изменения
ANSYS 19 - Технические требования


Брошюра - Механика сплошной среды
Брошюра - Гидродинамика 
Брошюра - Электромагнетизм
Брошюра - Комплексные решения
Брошюра - Инженерный консалтинг

 

Видеоуроки

Вебинары

CADFEM Blog

Каталог учебных курсов 2020