淋巴循环动力学模型研究

根据淋巴管的形态、功能、以及淋巴微循环调控机制的研究成果,在充分考虑血液、组织液和淋巴液相互作用的动态系统基础上,仿照Sungawa心输出量的分析方法,建立了一个描述淋巴循环的动力学模型,并将模型的理论研究结果与Ikomi的按摩对兔后腿淋巴流量影响的实验相对照,发现两者符合程度较高,表明该模型对于分析淋巴形成的动力学机制有一定的意义,特别分析了淋巴流量与按摩频率的关系,可用于临床分析推拿等外治疗法对淋巴循环的影响.     

覆膜支架治疗主动脉夹层的有限元分析

目的利用有限元方法模拟覆膜支架植入治疗主动脉夹层的过程,通过观察覆膜支架在血管不同位置处释放对血管壁上的应力分布情况,分析覆膜支架植入后血管出现新发破口的生物力学机制。方法根据主动脉的计算机断层血管造影影像数据,进行图像分割和三维重建,建立具有病人特异性的主动脉夹层的三维几何模型;根据文献数据,给定主动脉夹层壁厚和材料属性;利用CAD软件设计出不同几何参数的覆膜支架环;利用有限元分析软件模拟覆膜支架的释放过程。结果当覆膜支架处于稳定状态时,血管最大Von Mises应力与覆膜支架的释放位置有关;血管壁上的最大Von Mises应力点分布在裸支架及第1节细小镍钛合金环接触处,该作用力的长期存在可能是这个部位出现新发破口的原因。结论覆膜支架的释放位置对主动脉上的最大Von Mises应力分布影响较弱,但对主动脉上的Von Mises应力影响较为明显。研究结果对临床上覆膜支架释放位置的选择具有指导意义。     

健康鼻骨受力的生物力学建模和有限元分析

目的建立成年人健康鼻骨相关生物力学模型,对鼻骨结构受力情况进行有限元分析,获得应力、应变等数据,利用统计分析揭示鼻骨的静力学应力分布特点。方法采用64排螺旋CT扫描获得影像数据;通过三维重建和图像处理获得鼻骨的三维几何模型;利用有限元分析软件建立鼻骨受力的生物力学模型并进行力学分析。结果通过对6例鼻骨受力的情况的有限元分析,发现当外力作用于鼻骨下端时,作用力与矢状面所成角度越大则最大应变越大,同时最大主应力逐渐增大;当角度接近60°时,随着角度的增加,最大主应力反而减小。结论当作用力与矢状面的夹角接近60°时,弹性模量较大的鼻骨容易发生骨折;当在角度接近90°时,弹性模量较小的鼻骨才能发生骨折。应用医学图像重建和有限元分析软件相结合的方法,可以帮助临床定量分析成人鼻骨结构的力学性质,为骨折患者矫形提供帮助。     

兔特异性动脉瘤数值模型的建立及血流动力学分析

目的建立兔特异性动脉瘤数值模型并分析其血流动力学特征。方法采用外科手术结合弹性蛋白酶诱导法建立兔特异性动脉瘤数值模型,计算动脉瘤体颈比(AR),采用ANSYS CFX软件对动脉瘤的血流动力学特征如壁面切应力、流场、冲击域、压力场等进行数值模拟计算,并统计分析。结果动脉瘤AR值最大为1.79,最小为0.49。壁面切应力在动脉瘤流入道最高(28.39 Pa),瘤顶次之(11.39 Pa),流出道最低(6.64 Pa)。动脉瘤流入道和流出道壁面切应力梯度变化与AR值均无相关性(r=-0.016,P=0.957;r=0.185,P=0.527)。流场复杂性与AR值显著相关(r=0.627,P=0.016),而动脉瘤颈口的冲击域宽度与AR值相关性不显著(r=0.38,P=0.18)。动脉瘤顶压力最高(3 046.72Pa),动脉瘤流入道和流出道压力梯度变化与AR值均无相关性(r=0.202,P=0.489;r=-0.147,P=0.616)。结论兔特异性动脉瘤数值模型的血流动力学特征与病人特异性动脉瘤的血流动力学特征基本吻合,是研究动脉瘤的理想模型。     

基于个体CT影像的胸主动脉-血管内支架数值仿真初探

目的:通过对胸主动脉和血管内支架的数值仿真,进行主动脉与支架相互作用的有限元分析,企盼阐明支架径向支撑力、弹性回直力及支架源性损伤的作用机制。方法:采用临床患者薄层CT血管造影(CT angiography,CTA)的图像资料,运用MIMICS软件进行主动脉三维数值模型的构建,使用ABAQUS软件对主动脉及支架模型进行有限元建模。对模拟支架在人体内置入及释放的过程通过有限元方法进行分析和运算,获得相关力学数据及其分布。结果:在胸降主动脉近段,由近端向远端截取3个横截面,观察各自周长和截面积的变化。结果显示,原先的周长分别为72.406mm、69.571mm和65.381mm,支架置入后分别增加至77.468mm、75.931mm和71.013mm,分别增长为6.99%、9.14%和8.61%;原先的截面积分别为410.690mm2、379.788mm2和337.648mm2,支架置入后分别增加至469.697mm2、453.749mm2和399.111mm2,增长率分别为14.37%、19.47%和18.20%。在血管支架的两端附近应力相对较大且分布不均,最大的应力靠近支架近端。结论:基于CT影像的主动脉和血管内支架的数值仿真切实可行,初步结果判断与临床表现吻合,有望为血管和支架相互作用的相关研究提供依据。     

未破裂颈内动脉侧方动脉瘤的血流动力学特点对比分析

目的 探讨直径大小对未破裂颈内动脉侧方动脉瘤的血流动力学影响.方法 对小中大三型未破裂颈内动脉侧方动脉瘤进行三维建模及计算流体力学模拟分析,分析其瘤内的血流动力学参数并进行比较.结果 小中大三型动脉瘤的血流均符合侧方动脉瘤的流动模式.小中大三型进行对比时发现动脉瘤越大,其内部涡流就越复杂.且小中大三型动脉瘤的壁面切应力( WSS)值顺序减小而切应力震荡因子( OSI)的值顺序增大.结论 未破裂动脉瘤随直径增大所具有的紊乱的涡流和低WSS高OSI可能跟其破裂风险增大有关.     

单纯支架治疗梭形动脉瘤的计算机仿真及血流动力研究

目的血流导向是治疗颅内梭形或宽颈动脉瘤的重要概念。本研究拟通过计算机仿真技术,探讨单纯多支架治疗梭形动脉瘤的血流导向作用。方法选用病例特异性的椎动脉梭形动脉瘤CFD模型。使用快速虚拟支架植入法植入1～3枚Enterprise支架。使用ICEMCFD软件进行网格化处理,ANSYS软件进行血流动力学分析,比较不同数量支架植入后的各项血流动力学参数的变化。结果虚拟支架植入后支架位置良好、贴壁满意。虚拟植入1～3枚支架后,梭形动脉瘤壁的平均瘤壁面切应力（WSS）分别下降了10％、20．4％和28．3％;经过瘤体最大截面的血流量分别下降了9．6％、21％和32．6％;相对滞留时间延长至支架植入前的1．45倍、2．07倍和2．79倍;动脉瘤壁平均压力变化不大。结论单纯支架治疗颅内梭形动脉瘤具有血流导向作用,随着支架数量增加,上述作用明显增强。快速虚拟支架植入法仿真度高、操作时间短,是适用于临床的虚拟支架植入技术。‘     

支架置入前后颅内动脉瘤血流动力学的数值模拟

目的：探讨支架植入对大脑中动脉(MCA)分叉处动脉瘤的血流动力学影响,以及支架对血流动力学因素特别是壁面切应力(WSS)的影响。方法：结合临床影像,基于计算流体力学(CFD)数值模拟方法,采用ANSYS流体力学软件,对单支架治疗1例MCA分叉处动脉瘤行术前、随访时血流动力学数值模拟分析,比较血液流线和WSS在2种情况下...     

带子瘤颅内动脉瘤的二维血流动力学数值模拟分析

目的探讨带子瘤的颅内动脉瘤的血流动力学特点。方法结合DSA二维图像,采用计算流体力学(CFD)有限元方法的软件,对2例(动脉瘤A、B)带子瘤颅内动脉瘤的血流动力学行数值模拟,对其数据进行统计学分析。结果①血流流速:动脉瘤载瘤动脉内平均流速为(0.135±0.060)m/s,动脉瘤内流速为(0.018±0.012)m/s(t=8.458,P=0.000);颅内动脉瘤母瘤及子瘤内均形成低速涡流,心动周期T=0.2s时动脉瘤A、B均流速最高。②动压及壁面切应力变化:动脉瘤载瘤动脉平均动压为(12.9±14.1)Pa,壁面切应力平均为(0.87±0.77)Pa;动脉瘤内动压为(1.6±1.8)Pa,壁面切应力(0.24±0.23)Pa,载瘤动脉及动脉瘤动压及壁面切应力相比,差异有统计学意义(t=3.153,P=0.009;t=4.001,P=0.004)。血流流入动脉瘤瘤体后,动压及壁面切应力迅速下降,至动脉瘤顶部时切应力降至最低。相对于动脉瘤的其他区域,瘤颈处的动压及壁面切应力最高(P<0.05)。相对于其他心动周期,T=0.2s时,动脉瘤内动压、壁面切应力最高(P<0.05)。动脉瘤内动压及壁面切应力变化与血流流速变化相一致,呈正相关(r=0.895,P=0.000;r=0.663,P=0.000)。子瘤与母瘤的移行处未见壁面切应力的升高。结论带子瘤的颅内动脉瘤血流动力学特性符合一般颅内动脉瘤的血流动力学特性,未发现有明显致其形成、生长、破裂的特殊血流动力学因素。     

鼻部软骨弹性模量的测定

目的测量鼻部主要软骨的弹性模量数据,包括大翼软骨、侧鼻软骨和鼻中隔软骨,为运用有限元方法分析鼻畸形的形成提供数据基础。方法采集10例成人尸体鼻部软骨组织,包括大翼软骨、侧鼻软骨和鼻中隔软骨。分别测量鼻部软骨标本的压缩和拉伸状态下的应力-应变曲线,通过软件进行数据分析。结果对成人尸体鼻部各软骨的应力-应变曲线进行分析,通过最小二乘法拟合获得每个样本的弹性模量值。大翼软骨、侧鼻软骨和中隔软骨的压缩弹性模量统计值为(1.142±0.336)MPa、(5.84±1.246)MPa和(5±1.685)MPa;大翼软骨、侧鼻软骨和中隔软骨拉伸弹性模量统计值为(4.679±1.641)MPa、(8.601±2.131)MPa和(6.907±1.621)MPa。结论拉伸弹性模量普遍大于压缩弹性模量;侧鼻软骨弹性模量>中隔软骨弹性模量>大翼软骨弹性模量;相对于人体其他荷重软骨和骨性结构,鼻部主要软骨的弹性模量值较小。