逆向工程方法在构建个性化主动脉弓动脉瘤模型中的应用

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随着对主动脉弓动脉瘤研究的深入进行,为了更准确地分析动脉瘤壁面切应力及梯度变化,需要在划分网格时对接近壁面的流体边界层做特殊处理。本课题使用逆向工程的方法,通过处理原始STL格式的主动脉弓动脉瘤表面模型,建立了一个用于有限元分析并可以对边界层区域进行网格细划分的个性化实体模型。首先在geomagic软件中整理和化简STL格式表面模型,将其转化为NURBS曲面模型。然后将曲面以IGES格式输出并导入Pro/E软件中,利用整理好的顶点和曲线信息,生成个性化主动脉弓动脉瘤实体模型并划分出边界层区域,在接近动脉瘤处建立简化支架模型。通过接口程序将此模型导入ANSYS有限元分析软件中,最终由闭合曲面生成实体模型,在对模型分块处理并针对边界层进行网格细划分后,完成一个简单的血流动力学仿真。建立的主动脉弓动脉瘤实体模型在几何形状上接近真实,满足对特定区域网格细划分的需要,可应用于血流动力学的有限元分析。在此模型的基础上,可通过改变支架的形状,进行不同支架治疗主动脉弓动脉瘤的数值模拟,分析对比各种支架的治疗效果。更重要的是,本文摸索出来的方法具有很强的通用性,不仅适用于主动脉弓动脉瘤,同样可以用于指导建立类似的血管甚至其他组织的个性化有限元模型。
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