(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211046695.8 (22)申请日 2022.08.30 (71)申请人 华侨大学 地址 362000 福建省泉州市丰泽区城东城 华北路269号 (72)发明人 刘晓颖　王思成　郝艳华　 (74)专利代理 机构 厦门市首创君 合专利事务所 有限公司 3 5204 专利代理师 张迪 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06T 17/00(2006.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于流固耦合的支 架评估方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于流固耦合的支架评 估方法， 其中包括了支架， 病变血管三维实体模 型建立， 支架血管扩张分析， 扩张后模型提取处 理， 支架血管流固耦合分析， 分析方法主要是对 于血管植入整体情况的模拟分析， 从力学行为分 析到流体力学分析的一套 过程， 其扩张分析结果 能够明显看出， 支架在植入时支架应力的变化， 流体分析则是能够看出支架植入后， 血液对支架 以及病变血管的影 响。 本发明利用有限元分析方 法获得了支架在植入血管过程中的各项行为， 对 于支架的性能能够有一个直观了解， 是否适用于 此类病变血 管。 权利要求书2页 说明书4页 附图4页 CN 115470668 A 2022.12.13 CN 115470668 A 1.一种基于流固耦合的支 架评估方法， 其特 征在于包括： 步骤S1， 建立原 始的血管支架、 血管、 斑块和球囊的三维 实体模型； 步骤S2， 构建有限元模型， 对血 管支架进行扩张有限元分析； 步骤S3， 对获得的扩张应力应 变数据进行分析， 判断支 架的情况； 步骤S4， 对于扩张后的有限模型， 进行点云数据处 理， 得到扩张后网格数据； 步骤S5， 基于网格数据， 建立扩张后三维模型， 导入建立有限元模型； 步骤S6， 对扩张后有限元模型进行流固耦合分析， 得到血流对支架及血管的应力应变 数据； 步骤S7， 基于流固耦合数据判断血 管支架植入后支 架行为。 2.如权利要求1所述的一种基于流固耦合的支架评估方法， 其特征在于， 所述步骤S2包 括： 步骤S21， 模型模拟支架在血管中扩张性能使用隐式动力分析， 采用隐式时间积分法， 计算系统的准静态响应； 步骤S22， 模型模拟支架在血管中扩张性能所采用的支架材料为医学支架常用材料304 不锈钢， 赋予其双线性弹塑性材料属 性； 血管材料及斑块， 赋予其超弹性材料属性； 球囊截 面类型设为表面； 步骤S23， 模拟中分三个分析步， Step1： 对支架进行压缩， 设定压缩球囊与支架的表面 接触， 给定支架压缩径向位移约束， 并约束系统所有自由度； Step2： 在 进入血管后对支架进 行扩张， 给定支架扩张位移约束， 对 血管和斑块采用Tie约束， 且约束血管的在X， Y， Z三个方 向的自由度； Step3： 给定支 架内表面 一个压力模拟在血 管中的血 管压力。 3.如权利要求1所述的一种基于流固耦合的支 架评估方法， 其特 征在于， 步骤S3包括： 步骤S31， 对分析 结果进行后处 理， 得出支架， 血管， 斑块应力应 变云图数据； 步骤S32， 对其应力应 变数据进行 具体分析。 4.如权利要求1所述的一种基于流固耦合的支架评估方法， 其特征在于， 步骤S4及S5包 括： 步骤S51， 对于步骤2所得结果模型数据进行点云数据数据处理， 得到网格模型stl文 件； 步骤S52， 将得到stl文件导入Geoma gic软件中进行初步处 理， 得到粗 糙模型； 步骤S53， 把粗糙模型导入hypermesh软件中， 重新进行网格划分， 几何处理， 得到较好 的模型， 导出为xt文件。 步骤S54， xt文件导入UG进行 缝合、 布尔操作， 使模型能够进行流体域的抽取。 5.如权利要求1所述的一种基于流固耦合的支 架评估方法， 其特 征在于， 步骤S6包括： 步骤S61， 基于ANSYS搭建双向流固耦合平台， 并导入步骤S5所建立的扩张后的三维模 型。 步骤S62， 在Geomet ry模块中进入SpaceClaim中， 抽取流体域， 并完成命名； 步骤S63， 进入Fluent模块， 抑制实体， 划分网格， 设置入口面inlet， 流场外部面fs， 出 口面outlet； 步骤S64， 设置setup， 由于需要观察不同时间血液流动过程， 属于瞬态计算， 采用k ‑ epsilon模型。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115470668 A 2步骤S65， 定义血液属性及设置边界条件， 入口inlet选择velocity ‑inlet， 出口选择 pressure‑outlet， fs选择默认， 最后设置求 解器， 设置 输出属性。 6.如权利要求1所述的一种基于流固耦合的支 架评估方法， 其特 征在于， 步骤S7包括： 步骤S71， 对双向流固耦合分析 结果进行后处 理， 得出流体速度云图数据； 步骤S72， 查看结构计算结果， 得 出支架， 血管及斑块变形情况。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115470668 A 3