影响颈动脉粥样硬化斑块稳定性的流体力学因素研究进展

颈动脉粥样硬化性狭窄是缺血性脑卒中重要危险因素。阐明颈动脉粥样硬化斑块的发生、发展及斑块破裂机制对于寻求有效的治疗措施、预防缺血性脑血管病发生至关重要。目前文献研究表明，血管分叉部位低剪切力的产生是颈动脉粥样硬化发生的关键因素。在这一部位，降低的剪切力使内皮细胞损害，脂质沉积，从而脂纹形成，形成的脂纹进一步改变局部的血流状态，因而斑块进一步增大，形成一个恶性循环。而最终诱发脑梗死的机制不仅与血管管腔狭窄程度有关，更重要的是与动脉斑块的性质密切相关。     

颅内动脉瘤径颈比对瘤体与分支血管血流动力学影响的数值模拟研究

动脉瘤的血流动力学是影响其生长与破裂的重要因素,尤其是形态学参数径颈比(aspect ratio,AR,瘤体长径/瘤颈宽度)对其血流动力学影响较大。本研究使用基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)技术的ANSYS 16.0软件包,数值仿真分析了不同径颈比对颅内动脉瘤瘤体与分支血管血流动力学的影响,为临床上制定合理的形态学与血流动力学指标来筛选高危的动脉瘤患者,并进行积极的干预治疗提供一定的理论依据。通过使用空间直角坐标系建立径颈比为3.33、2.5、2、1.67、1.43、1.25的理想颅内动脉瘤几何模型,分析和比较了包括血液流场与涡量分布、流速与流量、壁面压力、壁面切应力(wall shear stress,WSS)、瘤颈近远侧端与分支血管剪切应变率(shear strain rate,SSR)在内的血流动力学参数。数值模拟结果给出了动脉瘤与分支血管内的流线图、涡核图、压力分布云图、WSS分布云图以及随X轴变化的流速与压力峰值分布曲线。分析得出,径颈比决定瘤内血流模式,径颈比减小,瘤顶的流速与SSR增大,瘤壁上的压力与WSS增大,分支血管壁上的压力增大,且WSS/SSR瘤颈远侧端>WSS/SSR瘤颈近侧端>WSS/SSR分支血管中心,涡核区域由瘤体远侧壁增大至覆盖整个动脉瘤,但对分支血管内血流的阻碍作用减小。     

基于流固耦合计算机流体力学模拟分析人体主动脉弓内血液流动

目的比较分析应用弹性血管壁的流固耦合计算流体力学（CFD）方法和刚性血管壁的CFD方法模拟获得的正常主动脉弓内血流动力学参数,同时比较两种方法的优劣,为深入研究血液流动状态与动脉疾病的关系提供帮助。方法取46岁男性,胸主动脉正常CT图像,格式为Dicom,层间距为0.5mm,每片图像的平面分辨率为512×512,像素大小为0.5mm。应用医学图像后处理软件,对通过临床获得正常人体主动脉CT二维医学图像数据进行重构,得到主动脉血流及血管壁的三维立体模型并应用于模拟计算。结果在设定边界条件和初始条件的基础上,经多次迭代耦合计算,获得血管壁形变、等效应力、血流速度、壁面振荡切应力等相关血流动力学参数。结论在心动周期内弹性血管壁的主动脉内血流情况较刚性血管壁主动脉内血流情况更为复杂,管壁等效压力变化较大,血管壁的振荡切应力更高,表明弹性血管壁的流固耦合的CFD模拟更能体现真实主动脉内复杂血流情况,为深入研究血流动力学与心脑血管疾病的关系提供了一定的技术支持。     

先天性胆囊管狭曲的Ｘ线观测及临床意义

目的 探讨先天性胆囊管狭曲的Ｘ线解剖特点及临床意义。方法 在先天性胆囊管狭曲病人胆囊造影Ｘ线片上观测胆囊管的形态、长度、直径及其一肝总管的汇合部位。结果 胆囊管呈现不同程度的弯曲。胆囊管在胆囊颈的不同平面汇入肝总管,狭曲胆囊管的长度及直径测量值与对照组比较,差别有高度显著性意义（Ｐ＜０.０１）。结论 了解先天性胆囊管狭曲特殊的解剖学及流体力学特点,对于非结石性胆系疾病的诊治有着重要的临床意义。     

上颌赝复体修复后上呼吸道气场模拟分析

目的 通过计算机模拟计算的方法,研究单侧上颌骨缺损患者赝复体修复后上呼吸道吸气相气体流动的特点.方法 选取1例单侧上颌骨缺损患者,利用术后CT数据三维重建模拟赝复体修复后上呼吸道的气道模型,采用计算机流体动力学方法对气体流场进行模拟分析.结果 数值模拟可以显示赝复体修复后的上呼吸道气流分布情况;从鼻孔到鼻咽部的截面面积和速度云图显示,修复后的患侧鼻道总面积和平均速度趋势与健侧接近.结论 三维数值模拟研究表明,赝复体修复后使上颌骨缺损患者因手术造成的上呼吸道解剖无效腔体积减小,鼻腔气流阻力降低,保护了暴露黏膜并可改善呼吸和发音功能.     

功能性鼻窦内镜术后对鼻腔鼻窦气流的影响

【目的】用计算流体力学的方法研究功能性鼻窦内镜手术后鼻腔-鼻窦的气场参数特点。【方法】从30例健康青年人中,通过鼻内镜、鼻声反射测定仪及CT检查,严格筛选出一例研究对象,根据该入选对象的鼻腔CT影像资料,利用Fluent 6.1.22软件重建出正常鼻腔的数字模型,同时根据功能性鼻窦内镜手术的要求（切除钩突,开放筛窦、上颌窦和蝶窦）模拟出鼻内镜术后的鼻腔数字模型,再用Navier-Stokes方程对手术前后鼻腔气流的粘性运动进行数值计算,比较内镜手术前后鼻腔的气流速度、分布和压力的差异。【结果】功能性鼻内镜术后模型的总鼻道流量明显减少,中鼻道和开放的筛窦区域的气流量增加在13%以上;气流在上颌窦、筛窦、蝶窦前方部分区域的气流速度均大于0.01m/s;上颌窦中、上部的气流速度大于0.1m/s,并形成明显环状流场;术后模型鼻腔内部阻力减小,以术腔中后部阻力减少为主。【结论】鼻内镜术后的鼻腔气流力学参数发生了变化,功能性鼻内镜手术改变了鼻腔一些原有的生理力学特性。     

油滴在旋流分离中的相间滑移数值模拟

为了研究旋流管的分离性能,应用计算流体力学(CFD)方法对旋流管内的旋转湍流流场进行了数值模拟,获得旋流管内的浓度分布、滑移速度和粒级效率曲线。计算结果显示:随着进口流量的增大,粒级效率逐渐增大;在旋流管进口流量为2.0 m3/h时,20μm油滴颗粒大部分被分离出来;粒级效率与实验结果进行对比,验证数值模拟分离效率结果的可靠性和准确性。分析结果表明:数值模拟结果和实验数据基本一致。     

流固耦合分析技术在胸主动脉血管瘤诊疗中的应用

目的:利用流固耦合分析技术对某特定病例开展胸主动脉血管瘤内血液流场、血管壁、血管瘤壁的变形和应力变化研究,为临床防治血管瘤提供决策支持.方法:在考虑血液与血管壁之间流固耦合作用的基础上,使用三维阈值分割及三维区域增长分割方法提取3D胸主动脉血管瘤表面模型,再利用工程软件CATIA进行光顺表面线型优化,得到血管瘤及其内部...     

颅内动脉瘤壁切应力与动脉瘤破裂关系的初步研究——基于患者的三维计算机模拟

目的 通过比较颅内无症状动脉瘤和症状动脉瘤的血流动力学参数,寻找与动脉瘤破裂有关的血流动力学因素.方法 5例患者DSA检查共发现8个颈内动脉动脉瘤,分别位于颈内动脉后交通段及颈眼动脉段.通过旋转DSA,重建动脉瘤三维模型,并使用有限体积法进行血流动力学数值模拟,比较不同组动脉瘤及载瘤动脉的血流动力学参数.两组数据对比时采用独立样本t检验,瘤颈与载瘤动脉比较使用配对t检验.结果 无症状组和症状组动脉瘤瘤颈部平均切应力分别为(5.54±2.89)Pa和(4.78±3.84)Pa,两组间差异无统计学意义(P=0.78);动脉瘤临近载瘤动脉平均切应力分别为(6.6±3.47)Pa和(7.30±3.80)Pa,两组间差异无统计学意义(P=0.80);动脉瘤低切应力区域的大小分别为0.33%和4.72%,两组间差异有统计学意义(P=0.01).结论 动脉瘤壁低切应力区域的大小可能是影响颅内囊状动脉瘤破裂的因素之一.