流固耦合分析分层的腹主动脉瘤模型

目的应用基于CT图像的三维重构技术,分别构建血管壁3层模型和单层模型,并应用流固耦合计算流体力学方法对这两种模型进行数值模拟。通过比较两者的血流动力学结果,讨论了两种应力模型的优劣,为深入研究血液流动状态与动脉疾病的关系提供帮助。方法采集腹主动脉瘤(AAA)临床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构建血管壁3层模型和单层模型,并应用流固耦合方法进行血流动力学模拟计算。结果经过多次迭代耦合计算,获得血管壁形变、等效应力等相关血流动力学参数。血管壁位移比较,单层血管壁模型B部分区域的血管壁变形情况略高于3层血管壁模型A,如腹主动脉分叉处模型A变形为1.041×10-3m,而模型B变形为1.171×10-3 m。血管壁应力分布比较,相同位置的3层血管壁模型的Von Mises值明显高于单层血管壁模型。结论通过对血管壁的变形及等效压力的分析,以及与单层血管壁模型的流固耦合模拟结果对比,得出了血管壁中层结构的变形和受力情况是AAA的形成和破裂的关键,为深入研究血流动力学与AAA疾病的关系提供帮助。

腺苷对家兔心肌缺血再灌注损伤的保护作用

目的:观察腺苷注射液对家兔心肌缺血再灌注损伤的保护作用。方法:雄性纯种新西兰白兔随机分成5组:生理盐水组、腺苷低剂量组、腺苷中剂量组、腺苷高剂量组及阳性对照药硝酸异山梨酯组。结扎冠状动脉左前降支使心肌缺血,80 min后恢复血流,并持续灌注40 min,复制缺血再灌注损伤模型,治疗组分别于结扎40 min后经股静脉静滴腺苷114、228、456μg.kg-1.min-1、硝酸异山梨酯3μg.kg-1.min-1,生理理水组给予等体积生理盐水。记录不同时点的肢体Ⅱ导联和体表各导联的心电图,观察各组在不同时间点血压、心率、心电图ST段的变化,测定心肌梗死范围的百分比,评价腺苷对心肌缺血再灌注损伤的治疗作用。结果:腺苷和硝酸异山梨酯对血压和心率无明显影响,但腺苷明显减轻ST-T段的抬高,同时使心肌梗死范围明显缩小,并呈剂量依赖性,药效与硝酸异山梨酯相似。结论:腺苷对心肌缺血再灌注损伤有保护作用。

正常体位下人体椎动脉内血流动力学数值模拟分析

目的:保证研究对象的椎动脉在正常体位下,即保证研究对象没有向前或向后发生椎动脉过度拉伸或弯曲的情况下,采集临床CTA图像,应用三维重构方法构建体外人体真实椎动脉并应用计算流体力学方法进行血流动力学数值模拟,比较不同研究对象椎动脉的血流动力学参数,分析椎动脉狭窄与血流动力学的关系。方法:研究对象A椎动脉在基底动脉之前部分出现狭窄;研究对象B椎动脉正常。采集的临床CTA图像均为Dicom格式,层间距为0.5 mm,每片图像的平面分辨率为512×512,像素大小为0.5 mm。应用医学图像后处理软件Simpleware对CTA二维医学图像据进行处理得到人体椎动脉三维立体模型。将椎动脉三维立体模型导入到CFD软件中进行前处理、网格划分和数值模拟。结果:通过瞬态模拟计算,得到了椎动脉在心动周期内不同时刻的血流动力学参数。结论:通过对比两个不同个体的血流动力学参数来分析椎动脉内血流动力学参数与椎动脉狭窄的关系,发现椎动脉狭窄血流动力学因素(如低流速、低壁面切应力、高振荡壁面切应力)可以诱发和加速与动脉粥样硬化及血栓的形成,为进一步研究椎动脉狭窄等疾病的发病机理提供理论支持。

血栓后髂主动脉的流固耦合模拟方法研究

目的:应用流固耦合方法模拟分析血栓后髂动脉内的血流及管壁的应力情况,验证本文所用的流固耦合方法的有效性,并为进一步研究心脑血管疾病的机理提供技术条件和研究方法,为临床诊疗应用提供一定指导。方法:基于逆向工程三维重构技术,应用医学图像后处理软件对通过临床采集的增强CT二维图像数据进行处理,获得了基于人体生理解剖结构的血栓后髂动脉的血流区域三维模型,并以此为基础统一构建0.3 mm厚度的弹性血管壁三维模型。应用通用有限元分析软件对血栓后髂动脉的血流及血管壁模型进行流固耦合模拟计算。结果:在对计算模型进行边界条件和初始条件有效设定的基础上,经过多次迭代耦合计算,获得研究对象在心动周期内不同时刻的血管壁形变、等效应力、壁面振荡切应力、血流速度矢量等相关血流动力学参数。结论:通过与他人研究结果的对比,验证了本文所用方法的有效性。并通过分析模拟结果,发现较大的等效应力、较小的壁面振荡切应力、缓慢的流速以及回流等复杂的血流及管壁应力情况容易使得血管狭窄处的内皮细胞受损严重、血小板加速聚集,进而加重血管栓塞,加剧血管的狭窄,为进一步研究心脑血管疾病的机理提供技术条件和研究方法,为临床诊疗应用提供一定指导。