气升式环流反应器内气液两相流动计算流体力学的模拟

采用欧拉-欧拉两流体模型模拟了气升式环流反应器内部气液两相流动过程,考察了液相速度和气含率随表观气速的变化,液相速度和气含率模拟值的关系与两种经验关系式的计算值进行了比较,两者取得了很好的一致,证明了模型的正确性。在此基础上,使用计算流体力学模拟的方法考查了反应器内的导流筒直径和导流筒高度对反应器内两相流动的影响,导流筒直径增大,液相循环量增大,上升段气含率增大;导流筒位置升高,液相循环速度和循环量均增大,上升段气含率减小。所获得的结果对气升式反应器的设计优化具有指导意义。     

流体力学注射介导的重组pcDNA-IFN-λ3-EGFP质粒在小鼠体内的表达

目的研究流体力学尾静脉注射对目的基因器官靶向性的影响。方法将BALB/c小鼠按随机数字表分组法分为流体力学注射组和空质粒对照组。流体力学注射组将100μg/只带有增强型绿色荧光蛋白（EGFP）基因的表达质粒pcDNA-IFN-λ3-EGFP溶液2ml在5s内快速注入尾静脉,对照组在5s内注入空质粒pcDNA3.1的生理盐水2ml。注射后在不同时间内用过量麻醉剂处死小鼠,取肝、肺、肾、心、脑等组织作冰冻切片,于荧光显微镜下观察。结果流体力学注射pcDNA-IFN-λ3-EGFP质粒在肝组织中表达IFN-λ3-EGFP融合蛋白,注射8h后即有较强的表达,24h后表达最强,2d后明显减弱,1周后消失。其他组织及对照组未检测到绿色荧光蛋白表达。结论流体力学注射方法是肝靶向性的活体基因转移方法,绿色荧光蛋白可作为该方法进行目的基因研究的一个可靠和方便的示踪剂。     

穿流塔板上两相竞争性流动特性

对一种穿流式固阀塔板进行了流体力学冷态实验考察。采用常温、常压下的空气和水作为实验介质,测试了不同操作条件下塔板的干板压降、全板压降和清液层高度,比较了不同的塔板结构参数对流体力学性能参数的影响。实验结果表明,塔板压降和清液层高度均随着孔中心距和开孔率的减小而增大,而随着孔径的增大而增大。气液两相在穿流塔板上为逆流流动,且随着气液流量的变化呈现出4种不同的流动形态。建立了清液层高度的经验式,且计算值与实验测量值吻合良好。推导了描述穿流塔板独特的流动形态的参数即气体流通分率的数学表达式,计算结果表明,该分率随着孔中心距的减小而减小,并随着孔径和开孔率的增大而减小。     

不同超滤功能的持续不卧床腹膜透析患者腹膜液体转运功能评估

目的 容量控制对于腹膜透析至关重要.腹膜平衡实验(peritoneal equilibration test,PET)可以评估腹膜小分子溶质转动功能,对优化腹膜透析存腹时间提供依据,但是不能预测腹膜液体转运功能.所以,本研究使用计算机拟合对不同超滤功能腹膜透析患者的腹膜液体转运功能进行评估.方法 纳入研究患者包括每天使用3～4袋2.5％葡萄糖透析液者(为腹膜超滤功能差组)和使用3～4袋1.5％葡萄糖透析液者(为腹膜功能好组),两组患者在上述透析处方下都能达到足够的液体清除.所有入组的患者都要求详细记录自己每天的腹膜透析换液情况,以评估腹膜液体转运功能.结果 本研究包括了17名持续不卧床腹膜透析患者(continuous ambulatory peritoneal dialysis,CAPD),其中9名为超滤功能差组,8名为超滤功能好组.与超滤功能好组相比,超滤功能差组的患者每天更多的处于高葡萄糖(P＜0.01)环境中,透析液/血浆肌酐比值(D/Pcre)更高(P＜0.05),有更高的腹膜液体吸收率(Ke)(P＜0.01). 结论 与超滤功能好的患者相比超滤功能差的患者的腹膜小分子溶质转运率更高,更为重要的是,超滤能力差的患者腹膜液体吸收率更高.     

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。     

超声血流向量成像技术分析心室内流场变化

血流向量成像(Vector Flow Mapping,VFM)技术是一种新型超声血流成像方法,由日本学者Ohtsuki等于2006年提出[1],该技术以彩色多普勒图像为基础,通过多普勒频移信息获取心腔内血液流场状态,实时显示心脏内血液流场的分布,并通过流线图模式与涡流图模式等分析心脏的血流结构变化,为实时监测心腔内血流,全面评估心腔内流场状态提供了较为准确的方法.     

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。     

计算流体力学在心血管疾病评估中的应用及进展

血流动力学在心血管疾病的发生与发展中有重要作用,常与形态学及功能学改变息息相关。血流动力学的可靠检测对改进治疗策略、提升患者预后具有重要意义。通过结合计算流体力学与心血管影像技术,血流动力学的评价维度也进一步扩展。本文将综述近年来计算流体力学在心血管血流评估领域中的研究进展,并探讨其未来发展方向。     

不同鼻通气量硬腭上表面压强分布的有限元研究

目的通过测定不同鼻通气量硬腭上表面的压强,分析口呼吸对腭盖下降及错畸形影响的机制。方法利用锥形束计算机断层扫描(CBCT)数据和有限元相关软件重建1名健康志愿者的上气道及鼻腔三维模型,并修复空洞、平滑模型、网格划分后进行不同呼吸方式下的边界条件设定和数值模拟。结果成功建立健康人鼻呼吸上气道模型及鼻腔模型,获取了鼻呼吸的吸、呼两相上气道及不同截面的压力云图和不同鼻通气量吸、呼两相压力云图,计算得到不同鼻通气量时硬腭上表面的压强。结论随着鼻通气量的减小,吸气相气流对硬腭上表面压强逐渐增大,呼气相气流对硬腭上表面压强逐渐减小。二者均逐渐接近大气压。吸、呼两相鼻腔内压强梯度均逐渐减小。     

磁共振相位对比电影成像检测Chiari畸形Ⅰ型脑脊液流体力学的研究进展

Chiari畸形又称小脑扁桃体下疝畸形,是一种以后颅窝容积缩小、小脑扁桃体向下进入椎管腔内为主要病理学特征的先天性发育畸形,常导致颅颈部脑脊液循环障碍,引起临床症状。近年研究显示,枕骨大孔区域脑脊液流体力学的改变对Chiari畸形的治疗决策及预后判断起到重要作用。准确、量化评估脑脊液流体力学改变对指导该类患者的治疗及评估其预后有重要意义。磁共振相位对比电影成像(phase contrast cine magnetic resonance image,PC-MRI)是一种新兴、无创的流体定量技术,为研究脑脊液循环流体力学提供了有效方法。本文对PC-MRI在Chiari畸形患者中检测脑脊液流体力学的研究进展进行综述,以明确Chiari畸形的脑脊液流体力学变化,指导治疗方式选择以及预后评估。