人体二尖瓣生长于左房室口周缘,其主要部分有大小两个瓣叶,三部分瓣下结构(瓣叶、腱索、乳头肌)等,借助腱索提供的牵拉作用,在心脏舒张、收缩的过程中,依靠负载压力和血液的共同作用呈规律性的开闭运动,以确保心脏内部血液循环功能的进行。本文对二尖瓣建立了精确的物理模型,并以此为基础,模拟了病变脱垂的情况,针对此情况,对于几类二尖瓣修复术进行了有限元仿真。通过模拟在一个完整心动周期内的运动,分析其受力情况,在二尖瓣力学机理的研究有着重要意义。同时模拟了二尖瓣在各类病因影响下发生脱垂的病例,对于瓣膜修复术等心脏外科手术起到了重要的指导作用。本文首先分析了人体二尖瓣生理结构,并通过有限元技术,建立了细致准确的物理模型,并在不同瓣叶厚度下进行了仿真分析,得出了不同情况下,二尖瓣应力水平及闭合效果,从而分析他们之间的影响。接着建立了与实际情况相符合的后瓣叶脱垂(mitral valve prolapse,MVP)病变模型。针对该病变模型采用矩形切除术进行修复,通过比对修复术前后二尖瓣的不同应力情况及闭合结果分析了手术的效果。另外建立了二尖瓣冗余脱垂病变模型,针对其采用了纵向折叠术进行修复,通过对比修复前后的的二尖瓣心动周期闭合情况分析手术的效果。本文主要在以下三方面进行了研究创新:1.根据临床解剖学给出的结果,建立了全新的更加接近人体真实二尖瓣形态的二尖瓣模型。借助有限元模型并结合临床数据结论,对于二尖瓣在完整心动周期内的运动进行了更加精确的模拟。接着结合临床上的划分标准及学者们在科研中对瓣叶厚度的建立准则,提出了建立5组具有不同瓣叶厚度的对比模型,通过对于这几组对比模型的有限元仿真,分析不同情况下的二尖瓣应力水平,研究在不同瓣叶厚度下二尖瓣闭合效果和返流口面积,证实了瓣叶厚度增加会对二尖瓣闭合效果产生影响。2.通过对于临床数据的分析,二尖瓣瓣叶脱垂主要由腱索病变甚至断裂引起。本文创新性地针对腱索断裂引起的二尖瓣脱垂病变建立了有限元模型进行研究分析。在不同的病变程度下,根据临床数据,施加了实际的瓣叶载荷,并通过有限元手段观察二尖瓣的闭合过程,得出了不同瓣叶载荷下二尖瓣的应力情况和闭合情况。_通过病变模型实施了矩形切除术,并通过对比手术修复前后的二尖瓣闭合情况,验证手术的正确性。手术结果显示,矩形切除术对于二尖瓣后瓣叶的脱垂具有良好的修复效果,仿真结果与临床实际吻合。3.二尖瓣的纵向折叠术是针对先天性的瓣叶肥厚伴随的瓣叶冗余从而引发二尖瓣脱垂行之有效的手术。通过纵向折叠术可以修复瓣叶的脱垂,修正心动周期内二尖瓣的闭合效果。针对这种情况,本文建立了相应的几何模型,模拟其在完整心动周期内的运动,观察在不同载荷下的闭合情况。之后通过施行后瓣叶的纵向折叠术对二尖瓣进行修复。修复术模型建立完成后,仿真了该模型在心动周期中的运动过程,结果显示该修复术具有较好的修复效果。