基于 MR 成像布-加综合征血流动力学数值模拟分析

目的：布-加综合征（Budd-Chiari syndrome, BCS）的血流动力学机制是近年来的研究热点。本研究应用计算流体力学（ computational fluid dynamics , CFD）方法对BCS患者的下腔静脉进行三维数值模拟,探讨其血流动力学特性。方法采用Ansys软件对布-加综合征患者的MR图像进行三维重建,构建下腔静脉个体化三维模型;利用计算流体力学方法对该模型进行数值模拟计算。结果精确仿真下腔静脉三维流体模型,在功能上该模型成功演示了布-加综合征患者下腔静脉血流动力学环境变化过程。病变区域上方有涡流产生;冠状面模拟显示狭窄处血流流速急升高;在狭窄端入口处至最狭窄处静压值逐渐下降,至狭窄处出口处最低;狭窄处的壁面切应力值达到最大。结论该特征性三维血流动力学模型能真实的进行体外模拟布-加综合征的血流动力学特征,血流动力学参量分析结果符合临床实际,有助于进一步研究下腔静脉血管形态病变与复杂血流动力学参数之间的相关性。     

连续狭窄位置对冠状动脉血流动力学的影响分析

目的 研究冠状动脉狭窄位置对血流动力学的影响.方法 基于心血管患者冠状动脉造影的CTA图像,用Mimics软件对左冠状动脉及其主要分支进行三维重建;用Geomagic Studio软件人为构造不同位置的冠状动脉狭窄;利用有限元方法 ,对冠状动脉模型进行流体力学计算.假设血管壁不发生变形,血液为不可压缩非牛顿Carreau流体,计算在非定常速度进口条件下的血流动力学参数变化规律.结果 在原本的狭窄上游主干构造的狭窄,对下游的血流动力学影响较大,增大了壁面剪切力和振荡剪切指数的危险区域面积,并会导致涡流和二次流的产生;而在原本狭窄上游的侧支处构造的狭窄,对下游的血流动力学影响较小.结论 冠状动脉主干狭窄对原本狭窄下游处的血流动力学参数有重大影响,可能引起动脉粥样硬化患者病情恶化.因此,对动脉粥样硬化患者,在没有做支架之前,要注意观察冠状动脉主干是否有另一个病灶出现,有助于防止病情恶化.     

弹性颅内动脉瘤的数值模拟分析

目的探讨弹性颅内动脉瘤血流动力学变化,分析动脉瘤壁的力学特点对其的影响。方法结合数字减影血管造影(DSA)影像,借助计算流体力学(CFD)有限元方法的软件,采用计算流体-固体耦合分析,研究颅内动脉瘤弹性壁模型中的血液流动和管壁运动的相互耦合过程,及其对血流动力学数值模拟结果的影响。结果弹性壁时动脉瘤形态发生改变,动脉瘤和载瘤动脉的夹角也发生改变,使射入流在动脉瘤内的流场分布和壁面剪应力在动脉瘤壁表面分布受到影响。结论CFD数值模拟能直观反映动脉瘤的血流动力学特点;为了更好地进行颅内动脉瘤血流动力学参数的定量分析,应该采用更为准确的弹性壁模型。     

基于非牛顿流体的体外反搏下冠状动脉血流动力学研究

目的：基于心血管患者的冠状动脉血管模型与血液的非牛顿黏性特征,通过计算和分析血管内血液流动的各个动力学参数,探讨增强型体外反搏对冠状动脉狭窄处血流动力学的影响。方法：基于心血管患者冠状动脉造影的CT图像,用Mimics软件对左冠状动脉及其主要分支进行三维重建;利用有限元方法,对冠状动脉模型进行流体力学计算。假设血管壁不发生变形,血液为不可压缩流体,血液黏性符合非牛顿流体规律,分别计算在体外反搏前和处于体外反搏时,在非定常速度进口的条件下的血流动力学参数的变化规律。结果：相对于体外反搏前,在体外反搏时,流线中的回流和二次流基本消失,而且在狭窄处下游,壁面剪切应力明显变大,振荡剪切指数明显变小。结论：体外反搏特征对冠脉血流动力学特征有重大改善,可以起到辅助治疗心血管疾病的作用。     

慢支、肺气肿、肺心病人肺血流图变化初步观察

慢支、肺气肿和肺心病,由于支气管腔狭窄,肺泡腔内压力增加,肺血管受炎症的损害,引起不同程度的血管壁增厚,管腔狭窄,血管阻力增大,血管床减少,肺血流量减少等,这些病人肺血流的变化能否在肺血流图上反映出来,肺血流图检查对这些疾病     

基于链流体状态方程的高压流体混合物的粘度模型

在压力型Eyring理论的基础上,结合链流体状态方程建立了一个高压流体混合物的粘度模型。对20个不同的二元体系和1个三元体系,温度在273~373 K,压力在0.1~73M Pa下,共3 075个数据点的计算表明:用一个与温度无关的可调参数,本模型能相当满意地关联高压混合物的粘度,预测结果与文献数据相当吻合,总的平均误差为1.47%,预测平均误差为2.62%。对于烃类混合物,本模型明显优于f-SRK和f-PRSV模型。     

彩色多普勒与超声造影检测肝动脉狭窄的实验研究

目的 评价彩色多普勒血流显像(CDFI)和超声造影在检测肝动脉狭窄中的应用价值并对二者进行比较.方法 分别应用CDFI和超声造影对10条犬的肝动脉进行检查,每条犬按照肝动脉正常、50%、70%、90%、100%狭窄的顺序进行,狭窄模型均经X线血管造影证实成功建立.最后对CDFI检查和超声造影检查的敏感性、特异性和阳性预测值进行计算和比较.结果 以CDFI检查的血流峰值、加速度时间以及阻力指数为指标进行检测,其对肝动脉狭窄的敏感性、特异性和阳性预测值分别为100%、50%和89%.超声造影检查的敏感性、特异性和阳性预测值分别为100%、91%和98%.经检验二者在特异性和阳性预测值方面存在明显差异.结论 超声造影对于诊断肝动脉狭窄的准确性要优于CDFI.     

经颅多普勒超声对兔颈内动脉狭窄模型的量化研究

目的:研究兔颈内动脉狭窄模型经颅多普勒超声(TCD)的混沌现象,使TCD量化诊断脑血管狭窄成为可能。方法:将18只新西兰大白兔建立不同程度的右侧颈内动脉狭窄模型,用TCD 4MHz的超声探头采集信号,计算健侧和狭窄侧的Kolmogorov熵。结果:健侧Kolmogorov熵为0,说明正常血流呈非混沌状态,而狭窄侧血管Kolmogorov熵为正有限数,并且狭窄程度增加与Kolmogorov熵成正相关,说明狭窄处的血流为混沌状态。结论:本研究使TCD量化诊断脑动脉狭窄成为可能。     

拟塑性流体三维流动的高精度有限体积算法

以拟塑性流体为研究对象,针对剪切应力与剪切速率的非线性关系给数值计算带来的困难,提出了一种适用于拟塑性流体三维流动的高精度有限体积算法。采用幂律模型作为拟塑性流体的本构方程,通过给定非均匀的初始速度场和限定表观黏度数值变化的范围,消除了应力计算时可能出现的"零障碍"和"无穷大障碍"奇点问题。计算了长直方管和大曲率弯管中拟塑性流体的层流流动,验证该计算方法在幂律流体三维流动数值模拟中的可靠性。长直方管计算结果中给出了不同流动指数的摩擦因子系数和广义雷诺数之间的关系,与前人的实验数据和数值研究结果均吻合良好。     

大脑中动脉中重度狭窄或闭塞性病变患者同侧颅外颈动脉血流动力学的分析

目的:观察大脑中动脉中重度狭窄或闭塞的患者同侧颅外颈动脉的血流动力学,探讨颅外颈动脉血流动力学改变对预测大脑中动脉狭窄的价值,以提高检出率和准确性。方法:对经TCD检测、磁共振血管成像(MRA)证实存在单侧大脑中动脉中重度狭窄或闭塞的83例患者进行多普勒超声颅外颈动脉检查,分析其颅内外血流动力学参数的相关性。结果:大脑中动脉重度狭窄或闭塞患者其患侧颈总动脉(CCA)、颈内动脉颅外段(ICA)呈低流速高阻力血流信号改变。颈内动脉颅外段阻力指数PI(ICA)、颈内动脉颅外段舒张末期平均流速Vm(ICA)有一定意义,颈动脉阻力指数(PI)差值、颈内动脉颅外段舒张末期血液流速Vd(ICA)可较敏感地评估MCA狭窄,其中CCA的PI差值为0.13、ICA的PI差值为0.15、Vd(ICA)为13.8 cm/s时是诊断大脑中动脉重度狭窄或闭塞最佳界值,获得最大约登指数分别为0.709、0.710、0.601,敏感度分别为80.49%、78.05%、80.49%,特异度分别为90.48%、92.86%、78.57%,阳性预测值分别为89.20%、91.42%、78.57%,阴性预测值分别为82.60%、81.25%、80.48%。结论:大脑中动脉重度狭窄或闭塞患者其患侧颈总动脉、颈内动脉颅外段呈低流速高阻力血流信号改变,综合颈动脉阻力指数差值、Vd(ICA)、PI(ICA)、Vm(ICA)可对大脑中动脉重度狭窄或闭塞进行评估,为及早诊断提供依据。     

面向流体流动的计算机模拟

针对流体系统的特点，研究了模拟流体流动的格子自动机方法。对流可视化技术的现状、方法和可视化系统的设计进行了分析和探索。考察了几种典型的流动现象，得到了与实验较为一致的结论。研究结果表明：在目前条件下，立足于格子自动机这种具有极度并行性的新型流体计算模型，结合科学计算可视化技术，利用计算机来解决流体流动问题的计算机模拟方法是一条值得深入探索的研究途径。     

对泊肃叶定律应用的讨论

用广义柱坐标、牛顿粘滞定律以及一定边界条件下的连续性方程和纳维－斯托克斯方程,给出了泊肃叶公式的适用条件。讨论了某些普通物理实验教材中,在不满足适用条件下使用泊肃叶公式的错误,并且就泊肃叶定律在血流动力学应用中有关流阻和液流所受阻力的区别进行探讨。     

壁滑移对粘弹性流体在小流道内流动的影响

本文对粘弹性流体在毛细管、狭缝和环隙中的滑移现象进行了模型化,讨论了用幂律和Oldroyd模型为本构方程的两种情况。得到了滑移速度、流量增长和摩擦阻力的表达式。经预测发现当发生滑移时,其速度分布、体积流量和压强降与无滑移时迥异。其中部分预测已经验证与文献数据较好地符合。当滑移速度增大时,其速度剖面变平并且可以预料必将对热、质传递产生严重影响。     

检测肺泡灌洗液T淋巴细胞亚群对肺癌的诊断价值

目的探讨流式细胞免疫荧光三色分析技术检测肺泡灌洗液T淋巴细胞亚群的方法和其在肺部恶性肿瘤诊断中的意义。方法采用流式细胞与CD4FITC/CD8PE/CD3PerCP三色荧光抗体检测肺泡灌洗液T淋巴细胞亚群,以SSC/CD3PerCP圈出T淋巴细胞群,分析两组患者肺泡灌洗液中Th(CD3 、CD4 )及Ts(CD3 、CD8 )细胞占T淋巴细胞的百分比。结果肺良性疾病组Ts细胞占T淋巴细胞的(44.54±9.56)%、Th细胞占T淋巴细胞的(49.28±12.88)%、Th/Ts比值为1.13±0.29;肺部恶性肿瘤组Ts细胞占T淋巴细胞的(64.31±7.37)%、Th细胞占T淋巴细胞的(35.76±7.71)%、Th/Ts比值为0.57±0.18;与良性病变组比较,恶性组Th下降(<0.05),Th/Ts比值显著下降(<0.01),而Ts显著升高(<0.01)。结论肺部恶性肿瘤细胞免疫功能低下,可以通过流式细胞术检测肺泡灌洗液T淋巴细胞亚群,为临床诊断提供依据。     

卵巢肿瘤腹水细胞的流式DNA倍体分析

对５０例卵巢肿瘤的腹水或腹腔冲洗液中的细胞ＤＮＡ进行流式倍体分析．于３２例卵巢恶性肿瘤的腹水或腹腔冲洗液中发现２７例为异倍体，１８例良性肿瘤的腹腔冲洗液仅２例为异倍体．良恶性肿瘤腹水细胞ＤＮＡ倍体状态与临床病理诊断的符合率分别为８８．９％和８４．４％．对２５例卵巢癌的腹水或腹腔冲洗液同时进行细胞学检查，阳性率显著低于流式分析结果，仅为３２％．腹水细胞的流式ＤＮＡ倍体分析为识别良、恶性腹水开辟了一条新的诊断途径．     

平行平板流动腔在研究人骨髓间充质干细胞流体力学方面的应用

目的探讨改良制作的平行平板流动腔在对人骨髓间充质干细胞流体力学方面的应用.方法利用改良制作的平行平板流动腔对人骨髓间充质干细胞进行流体剪切力刺激,观察细胞形态学变化及超微结构.结果经强度为3dyne/cm2的流体剪切力作用30min作用后,细胞形态发生变化,透射电镜观察提示细胞成熟.结论平行平板流动腔可以作为研究人骨髓间充质干细胞流体力学方面的模型,人骨髓间充质干细胞经流体剪切力作用后,细胞形态发生变化,显示细胞成熟.     

两固定平行圆盘间幂律流体径向流动的摄动解法

在考虑惯性效应的情况下,得到了推求速度分布和压力分布各阶近似解的方法,并得到了从零阶到二阶的近似解。与文献结果对照表明:本文的理论值与实验值吻合得很好,且优于前人的理论结果。     

化学气相冷凝合成纳米颗粒反应器：Ⅱ.传热过程模拟

建立了化学气相冷凝反应器内层流状况下流体流动的数学模型，采用ＳＩＭＰＬＥＣ算法求解了反应器内速度和压力的分布，并对计算值和文献值进行了比较。考察了Ｒｅｙｎｏｌｄｓ准数、直管出口与撞击面的距离等参数对反应器内流型、轴向中心速度、径向最大速度、沿撞击板压力分布的影响规律。     

化学气相冷凝合成纳米颗粒反应器研究 I.流体流动过程模拟

建立了化学气相冷凝反应器内层流状况下流体流动的数学模型，采用ＳＩＭＰＬＥＣ算法求解了反应器内速度和压力的分布，并对计算值和文献值进行了比较。考察了Ｒｅｙｎｏｌｄｓ准数、直管出口与撞击面的距离等参数对反应器内流型、轴向中心速度、径向最大速度、沿撞击板压力分布的影响规律。     

环形流道变质量流动的静压分布模型

根据动量平衡原理对环形汉道内变质量流动进行一维分析,导出预测环形流道内变质量流动静压分布的计算表达式。预测结果与实验测量值平均相对偏差≤5％。结果表明,采用动量平衡原理对环形流道内变质量流动进步一维分析是适合的。