基于网格与无网格的血流仿真

本文结合欧拉法和纯拉格朗日法两种方法的优势,提出了基于网格和无网格相结合的方法实现血流仿真。该方法首先将整个血流系统看成一个粒子系统,然后采用有限差分法(FDM)实现对Navier-Stokes方程的离散化,并通过Gauss-Seidel方法对构造出的poission方程进行求解,将得到的数值解用来驱动粒子实现血流模型的构建,接着利用屏幕域抛雪球算法(screen space splatting)对血流表面进行渲染,最终实现整个血流过程的仿真。仿真结果表明:该方法提高了血流仿真的细节边界,能够保证血流效果的真实性,并且运算速度快,提高了仿真实时性。

基于SPH及形状约束的血流实时仿真

针对采用光滑粒子流体动力学(SPH)方法仿真血液流动时,由于求解Navier-Stokes方程粘滞力项的运算量大而很难实现实时性仿真的问题,本文提出了一种基于SPH及形状约束的血流实时仿真方法:首先确定血流仿真模型并将整个血流仿真系统离散为一个粒子系统,其次通过SPH方法求解血流控制方程求得血液的流体速度,然后在SPH方法模拟流体的基础上通过形状约束算法控制血粒子的运动规律求得血液的固体速度,最后对SPH方法求得的流体速度和形状约束算法求得的固体速度进行线性插值得到血粒子的实际速度,进而更新血粒子的位置信息并进行可视化处理,最终实现血液流动现象的实时性仿真。实验结果表明,该方法通过形状约束算法可以模拟出血液的粘性效果,避免了传统方法中的复杂计算过程,能够快速地模拟出血流效果,满足实时性要求。

基于CTA的冠状动脉分叉病变血流动力学仿真分析

针对不同分叉病变区域长度的个体化冠状动脉的血流动力学指标分布特征,进行个体化建模,探讨不同分叉病变区域长度对冠状动脉的影响。应用计算流体力学仿真计算,获得不同分叉病变区域长度的冠状动脉血流动力学指标分布特征。利用CFXCCL语言实现不同的血流动力学指标参数。通过计算机建模与仿真,可实现CTA-STL模型-CFD网格-CFD仿真结果,结果为冠状动脉分叉病变的血流动力学变化受分叉病变的长度影响。

基于3.0T MRA影像数据的椎动脉开窗几何建模与血流动力学分析

探讨不同几何形态下的椎动脉开窗血流动力学指标的差异;采集真椎动脉开窗患者和健康患者3.0 MRA影像数据进行三维重建、计算流体力学仿真模拟,获取振荡剪切因子等指标进行分析;开窗畸形椎动脉高OSI区域面积比正常人椎动脉大,凸透镜型开窗较裂隙型小。裂隙型开窗畸形椎动脉在椎动脉主干血管壁的低TAWSS区域面积最大,其次为凸透镜型开窗椎动脉,而正常椎动脉主干血管壁TAWSS最高。椎动脉开窗区域TAWSSG较其他区域高。

三维超声玻璃体成像模式结合高分辨率仿真血流功能在胎儿脐门静脉异常中的临床应用

目的探讨三维超声玻璃体成像模式结合高分辨率仿真血流功能在胎儿脐门静脉异常中的临床应用价值。方法对2018年12月—2019年11月于昆明市妇幼保健院进行超声检查发现脐-门静脉异常的胎儿,应用三维超声玻璃体成像模式结合高分辨率仿真血流功能进一步观察胎儿心脏及腹部脐门静脉走行,并随访其临床预后。结果发现脐门静脉异常7例,其中1例两条脐静脉,一条连于门静脉左支,另一条走行异常连于肝下下腔静脉;1例脐静脉与门静脉右支相连,静脉导管自右支与下腔静脉相连;2例静脉导管直接与右心房相连,下腔静脉肝段离断,2例静脉导管缺如胎儿,脐静脉与门静脉左支相连。结论三维超声玻璃体成像模式结合高分辨率仿真血流功能可清晰显示脐门静脉及其分支的立体走行关系,有益于观察脐门静脉肝内和肝外异常连接途径,以利于对产前决策以及预后提供合理咨询。

STIC-HD live flow技术诊断胎儿完全性血管环的价值探讨

目的探讨空间-时间关联成像技术(STIC)的高分辨率仿真血流成像模式(HD live flow)在胎儿完全性血管环(CVR)诊断中的价值。方法回顾性分析38例胎儿CVR的超声心动图特征,采集容积图像并用相关软件进行后期分析;对比分析产前超声诊断结果和出生后超声心动图或血管三维重建结果。结果 STIC-HD live flow技术共检出38例胎儿CVR,其中27例(71.1%)右位主动脉弓伴左锁骨下动脉迷走、左位动脉导管,形成"U"形环;8例(21.1%)双主动脉弓,形成"O"形环;3例(7.9%)镜面右位主动脉弓伴左位动脉导管(导管连接降主动脉)形成"U"形环。1例产前二维和彩色多普勒超声技术误诊为镜面右位主动脉弓,STIC-HD live flow技术修正诊断为双主动脉弓,产后超声心动图和CTA证实。结论 STIC-HD live flow技术直观立体地显示主动脉弓及头臂分支和动脉导管的空间位置关系,对诊断完全性血管环及明确其具体类型有重要临床价值。

Dynamic Effect of Rolling Massage on Blood Flow

The Chinese traditional medical massage has been used as a natural therapy to eliminate some diseases. Here, the effect of the rolling massage frequency to the blood flow in the blood vessels under the rolling massage manipulation is studied by the lattice Boltzmann simulation. The simulation results show that when the frequency is smaller than or comparable to the pulsatile frequency of the blood flow, the effect on the blood flux by the rolling massage is small. 011 the contrast, if the frequency is twice or more times of the pulsatile frequency of the blood flow, the blood flux is greatly enhanced and increases linearly with respect to the frequency. Similar behavior has also been observed on the shear stress on the blood vessel walls. The result is helpful for understanding that the rolling massage has the function of promoting the blood circulation and removing the blood stasis.

血流动力学模型及应用研究

针对现有血流模拟中采用的流体动力学模型计算量大且实时性差的问题,采用不可压缩稳态非牛顿流体模型对血液流动现象进行仿真,提出一种改进的血流模拟数值计算方法.首先根据血液流变性质、仿真的实时性与细节性的要求,选取合适的血流动力学模型;然后根据所选取的动力学模型,对现有的离散方法进行一定的改进,使得离散后方程的计算量符合仿真的实时性要求;最终计算出粒子的运动信息.实验证明,算法能够有效地降低血流数值计算的复杂度,提高血流绘制的效率.