二尖瓣支架与心脏共振的模态分析研究

摘要

研究经导管二尖瓣瓣膜置换术(Transcatheter Mitral Valve Replacement, TMVR)术后,三种不同结构的二尖瓣支架与心脏共振的可能性,为支架的设计和优化提供理论依据。建立三种二尖瓣支架和心脏的有限元模型。分别完成在心脏搏动周期中,支架模型、心脏模型和支架–心脏整体模型的模态分析,比较分析各模型的1~10阶固有频率。在心脏搏动周期中,三种支架模型的前6阶固有频率均在1~1.6 Hz之间,而人体心脏搏动频率范围为1~1.66 Hz。心脏模型的第9阶和第10阶固有频率约为606 Hz和844 Hz,II型支架–心脏整体模型的第9阶和第10阶固有频率约为605 Hz和658 Hz,III型支架–心脏整体模型的第9阶和第10阶固有频率约为463 Hz和464 Hz。结果表明,在TMVR术后初期,心脏搏动作为一种激励,易引起支架与心脏的共振,进而导致心颤。在TMVR术后远期,与心脏模型相比,支架–心脏整体模型的固有频率较低,患者在日常生活中更易遇到相近频率的外部激励,导致支架–心脏整体与外部激励发生共振。三种不同结构的支架中,开环支架的稳定性低于闭环支架,开环数越多,支架稳定性越差。