胸主動(dòng)脈內(nèi)血液流動(dòng)的計(jì)算流體力學(xué)方法研究.pdf

1、目的：
　　 結(jié)合醫(yī)學(xué)圖像三維重構(gòu)技術(shù)和計(jì)算流體力學(xué)(CFD)研究方法對(duì)人體胸主動(dòng)脈內(nèi)血液流動(dòng)進(jìn)行三維數(shù)值模擬并獲取相應(yīng)的血流動(dòng)力學(xué)參數(shù),通過對(duì)不同個(gè)體(包括正常和異?；颊?胸主動(dòng)脈內(nèi)血液流動(dòng)分析來探討血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)對(duì)主動(dòng)脈脈管疾病如動(dòng)脈粥樣硬化、動(dòng)脈夾層等疾病的影響,為其各種脈管疾病的發(fā)病機(jī)理提供理論依據(jù)以及對(duì)脈管疾病臨床預(yù)防提供幫助。
　　 方法：
　　 應(yīng)用醫(yī)學(xué)圖像后處理軟件MIMICS10.01對(duì)臨床通過

2、增強(qiáng)CT獲得的二維醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,得到包括升主動(dòng)脈、主動(dòng)脈弓、降主動(dòng)脈及主動(dòng)脈弓上部的頭臂干、左頸總動(dòng)脈和左鎖骨下動(dòng)脈的胸主動(dòng)脈的整體三維重構(gòu)模型。借助軟件ANSYS-CFX對(duì)主動(dòng)脈弓內(nèi)的血液進(jìn)行血流動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬并得到可視化結(jié)果,獲取正常胸主動(dòng)脈弓和患有降主動(dòng)脈夾層疾病胸主動(dòng)脈弓內(nèi)相關(guān)血流動(dòng)力學(xué)的各種參數(shù)。通過對(duì)比不同個(gè)體主動(dòng)脈弓內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)的異同,及正常胸主動(dòng)脈弓和患有降主動(dòng)脈夾層疾病胸主動(dòng)脈弓內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)的異同來討論

3、血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)對(duì)脈管疾病的影響。
　　 結(jié)果：
　　 通過三維重構(gòu)方法建立了真實(shí)的人體主動(dòng)脈弓解剖系統(tǒng)三維幾何模型,實(shí)現(xiàn)了基于人體主動(dòng)脈弓真實(shí)解剖模型進(jìn)行的血流動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬分析。通過應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)方法獲得了主動(dòng)脈弓內(nèi)血流在心動(dòng)周期內(nèi)不同時(shí)刻的壁面壓力、流線分布、壁面切應(yīng)力等血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)。并且通過對(duì)不同個(gè)體的主動(dòng)脈弓內(nèi)的血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)的比較分析確定心臟收縮期的血管壁壓力及壓力變化比舒張期更大；在整個(gè)心動(dòng)收縮期,主動(dòng)脈

4、外側(cè)壁的壓力明顯地高于內(nèi)側(cè)壁的壓力；在主動(dòng)脈弓和降主動(dòng)脈連接的彎曲部位處存在明顯的壓力變化；在主動(dòng)脈弓內(nèi)側(cè)壁的壁面剪應(yīng)力比主動(dòng)脈弓外側(cè)壁的壁面剪應(yīng)力具有更大的量值和變化幅度；在心動(dòng)收縮期主動(dòng)脈弓處出現(xiàn)二次流現(xiàn)象,且在心動(dòng)收縮期出現(xiàn)明顯的漩渦現(xiàn)象。
　　 結(jié)論：
　　 計(jì)算流體力學(xué)數(shù)值模擬的方法是目前研究脈管疾病血流動(dòng)力學(xué)的一種可靠方法。通過三維重構(gòu)方法獲得了個(gè)體化仿真的包括主動(dòng)脈弓及分叉的正常胸主動(dòng)脈、患有降主動(dòng)脈夾層的