应用人类胆囊结石形成理论制造牛黄

1980年我科提出了胆囊结石形成的流体力学理论,并于1983年根据这一理论在体外模拟实验中首次制造出人工胆固醇结石。根据这一实验成果,我们应用相同的理论、相同的方法,在体外应用新鲜的牛胆汁成功地制造出牛胆红素钙结石-牛黄。经87次实验,成功66次,成功率达75.8％。     

双向双侧格林手术的数值研究

目的利用数值模拟方法预测左上腔静脉与肺动脉的连接位置改变对双向双侧格林(BBDG)手术的影响。方法首先,根据拥有左上腔静脉的单心室心脏缺陷综合征病人的医学图像重建出三维几何模型。其次,基于力反馈器创建其他数值模拟所需的模型,并利用有限体积法进行流体力学的数值模拟。最后,分析与评估获得的血流动力学参数。结果血液在左、右上腔静脉与肺主动脉中进行再循环。左上腔静脉到右上腔静脉之间的距离由右上腔静脉直径的2倍逐渐变化到右上腔静脉直径的3.5倍,发现当距离为3倍直径时,能量损失最少,而距离为2倍时,能量损失最大。血液分流比(左肺动脉流量/右肺动脉流量)的计算结果范围为0.65～1.11。结论在BBDG手术的治疗中,左、右上腔静脉之间距离太近会导致不适宜的分流比以及消耗更多的能量。本研究结果对于评价伴随有左上腔静脉的单心室心脏缺陷综合征的治疗手术是非常有意义的。     

冠状动脉斑块病变血流动力学及无创评估方法的研究现状

冠状动脉CT血管造影(CCTA)已被广泛用于检测或排除显著的冠心病,且CCTA已成为评价冠状动脉解剖结构最主要的无创检查方法;但常规CCTA图像仅提供冠状动脉解剖学的评估,其改善临床预后效果不明显。为了克服常规CCTA的缺点,冠状动脉功能学的CT无创评估技术逐渐成熟,以CCTA图像为基础的冠状动脉血流动力学研究已成为热点。现主要对局部流体力学与冠状动脉粥样硬化的形成及进展的关系进行综述,并对CT心肌灌注及CT无创计算冠状动脉血流储备分数(FFR)进行阐述,为CT功能学无创评估方法对心肌缺血及冠状动脉粥样硬化性心脏病预后检测提供参考依据。     

前臂桡侧皮瓣血流动力学模型的建立

目的:建立以桡动静脉为血管蒂的前臂皮瓣血流动力学三维数值模型,并探讨其科学有效性。方法:应用Pro/E(Wildfire 4.0)软件建立前臂皮瓣三维几何模型。椭圆形皮瓣的长短轴分别为80mm×50mm,厚度为10mm,血管蒂(桡动脉内径1.9mm,桡静脉内径0.84mm)长50mm,以半嵌入方式平行长轴贯穿皮瓣。将几何模型整体导入SC/Tetra 8.0软件,进行网格划分和计算。根据实测桡动脉流量,设定进口血液流速为20mm/s,参照皮瓣血管蒂实测压力差53mmHg,初步获得压力损失模型(porous model)的有关系数值,然后将压力损失模型代入皮瓣,模拟毛细血管网对血流的阻力,计算出皮瓣及血管蒂部的血液流动,比较分析血管蒂部桡、动静脉中心轴向压力分布和不同截面径向血液流速分布。结果:前臂皮瓣模型的整体网格数为10355473,节点数为2104014。皮瓣代入压力损失模型后,桡、动静脉出入口压力差值为7050Pa(52.8mmHg),接近临床实测值。计算流体力学分析显示,在压力损失模型中桡动脉的中心轴向压力分布持续维持在较高的水平,当血液流入及流出皮瓣时,会出现速度减缓和增加,而桡静脉的中心轴向压力值在...     

基于动脉系统旋动流原理的一种血管内支架旋流导引装置的优化

血管内支架是目前治疗心血管疾病的主要方法之一。但是支架植入后的血管再狭窄问题至今未获完全解决。研究表明,支架植入后导致的局部血流紊乱和流场异常是造成再狭窄的主要原因之一。基于动脉系统的旋动流原理,设计了一种能够引导血流产生旋动的血管内支架旋流导引装置,并用计算流体力学的方法,对其进行了优化设计。流场数值研究表明,优化设计得到的旋流导引装置可产生足够强度的旋动流。我们相信,该装置产生的旋动流可有效抑制支架结构对血流的扰动,从而达到减缓血管再狭窄的目的。     

TOF个性化手术规划的血流动力学模拟

目的法洛四联症(tetralogy of Fallot,TOF)是出现在新生儿中一种常见的先天性心脏病,其初期治疗的关键是在主动脉和肺动脉之间建立人工侧支循环,本研究从血流动力学角度探讨升主动脉与右肺动脉吻合的手术方案对TOF治疗的有效性。方法采用计算流体力学的方法对TOF手术模型进行数值模拟,重点考察搭桥管径对手术效果的影响,并根据增流率、分流率、能量损失、压力分布、壁面切应力分布等血流动力学参数对手术方案进行评价。结果实施搭桥手术后,左、右肺动脉出口的血流量有不同程度的增加。结论升主动脉与右肺动脉吻合的搭桥方案,可以在一定程度上缓解肺动脉狭窄造成的血流供给不足。     

颅内分叶状动脉瘤的血流动力学数值模拟分析

目的探讨颅内分叶状动脉瘤的血流动力学特点。方法结合DSA三维图像,采用计算流体力学（CFD）有限元方法的软件,对2个（动脉瘤1为侧壁动脉瘤,动脉瘤2为顶端动脉瘤）颅内分叶状动脉瘤的血流动力学进行数值模拟,观察动脉瘤内血流流动模式及血流动力学参数（流速、壁面切应力及压力）。结果①两个动脉瘤的分叶均位于入流动脉的血流高速冲击处和血流涡流处。②在1个心动周期内（0.1～0.8s）,两个分叶状动脉瘤的流速、壁面切应力及压力的最大值均出现在收缩期末的0.2s时刻。分叶状动脉瘤内从分叶发生处到分叶的深部出现了流速、壁面切应力及压力变化梯度,动脉瘤每个分叶的发生处数值最高,分叶的顶端数值最低（接近于0）。两个动脉瘤分叶发生处血流流速、壁面切应力、动压平均值分别为（1.20±0.40）m/s、（8.12±2.44）Pa、（851±508）Pa;分叶深部分别为（0.45±0.20）m/s、（0.64±0.27）Pa、（103±81）Pa,差异均有统计学意义（P〈0.01）。③动脉瘤内壁面切应力和动压变化与血流流速变化呈正相关（r=0.947,P=0.000;r=0.969,P=0.000）。结论颅内分叶状动脉瘤的形成与高速血流的冲击有关;分叶发生处的高流速、高压力、高壁面切应力,可能与分叶的发生和生长有关;分叶深部的低流速、低压力、低壁面切应力,可能与动脉瘤易破裂有关。     

VFM评价正常成人左室心腔血流流场运动状态的初步研究

目的:运用VFM( Vector Flow Mapping)成像探讨正常成人左心室腔内收缩期血流流场特征.方法:健康成人志愿者40例(男22例,女18例),二维超声取心尖三腔观左室腔彩色血流信息动态图像存贮并脱机分析,将取样线分别置于左室腔基底段、中尖段和心尖段,获取心动周期内经取样线部位左室腔血流时间速度积分(Time-Flow curve, TF)变化曲线,记录基底段、中间段及心尖段收缩早期速度时间积分(ES-TF)、收缩中期速度时间积分(MS-TF)、收缩晚期速度时间积分(LS-TF).观察收缩期血流流场特征,观察涡流出现时间,测量涡流直径(横径Dx,)及涡流的最大向量速度(Vmax).结果:正常人左室心腔血流流场呈规则变化,收缩早期二尖瓣前叶下方可见涡流显示,收缩中期及晚期涡流消失.收缩早、中、晚期,血流时间速度积分测值由心尖段经中间段至基底段逐渐递增,差异均有统计学意义(P<0.05).收缩早期涡流直径约为(25.74±7.32)mm, 涡流最大向量速度均背离探头,大小为(38.31±14.25)cm/s,朝向探头速度大小为(11.42±6.28) cm/s.结论:应用VFM技术可清晰显示左室心腔内血流流场状态,左室腔血流速度积分测值可直观反应心腔内血流动力学变化.     

*研究快报* 通过Bergman环化聚合反应合成侧链含有苯丙氨酸的手性聚合物

以直径为140 mm水力旋流器作为研究对象,采用计算流体力学（CFD）技术对旋流器内部流场进行数值模拟,并对所建立的模型进行激光粒子图像测速（PIV）实验验证。基于数值模拟和实验结果,分析了旋流器内部压力、切向速度、轴向速度和径向速度的分布。利用PIV技术对旋流器内部流场进行测量,考察了不同入口速度下旋流器圆柱段区域瞬态速度场。通过对比数值计算与测试结果表明：CFD模拟可以有效预测水力旋流器内部流场分布,帮助探索旋流器内的流动状态和分离机理;利用PIV技术测量旋流器内部流动特性和速度分布,其测量结果与CFD计算结果吻合良好,验证了数值模型的准确性。