胸主動脈內(nèi)血液流動的計算流體力學(xué)方法研究.pdf

1、目的：
　　 結(jié)合醫(yī)學(xué)圖像三維重構(gòu)技術(shù)和計算流體力學(xué)(CFD)研究方法對人體胸主動脈內(nèi)血液流動進行三維數(shù)值模擬并獲取相應(yīng)的血流動力學(xué)參數(shù),通過對不同個體(包括正常和異?；颊?胸主動脈內(nèi)血液流動分析來探討血流動力學(xué)參數(shù)對主動脈脈管疾病如動脈粥樣硬化、動脈夾層等疾病的影響,為其各種脈管疾病的發(fā)病機理提供理論依據(jù)以及對脈管疾病臨床預(yù)防提供幫助。
　　 方法：
　　 應(yīng)用醫(yī)學(xué)圖像后處理軟件MIMICS10.01對臨床通過

2、增強CT獲得的二維醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)進行處理,得到包括升主動脈、主動脈弓、降主動脈及主動脈弓上部的頭臂干、左頸總動脈和左鎖骨下動脈的胸主動脈的整體三維重構(gòu)模型。借助軟件ANSYS-CFX對主動脈弓內(nèi)的血液進行血流動力學(xué)數(shù)值模擬并得到可視化結(jié)果,獲取正常胸主動脈弓和患有降主動脈夾層疾病胸主動脈弓內(nèi)相關(guān)血流動力學(xué)的各種參數(shù)。通過對比不同個體主動脈弓內(nèi)血流動力學(xué)參數(shù)的異同,及正常胸主動脈弓和患有降主動脈夾層疾病胸主動脈弓內(nèi)血流動力學(xué)參數(shù)的異同來討論

3、血流動力學(xué)參數(shù)對脈管疾病的影響。
　　 結(jié)果：
　　 通過三維重構(gòu)方法建立了真實的人體主動脈弓解剖系統(tǒng)三維幾何模型,實現(xiàn)了基于人體主動脈弓真實解剖模型進行的血流動力學(xué)數(shù)值模擬分析。通過應(yīng)用計算流體力學(xué)方法獲得了主動脈弓內(nèi)血流在心動周期內(nèi)不同時刻的壁面壓力、流線分布、壁面切應(yīng)力等血流動力學(xué)參數(shù)。并且通過對不同個體的主動脈弓內(nèi)的血流動力學(xué)參數(shù)的比較分析確定心臟收縮期的血管壁壓力及壓力變化比舒張期更大；在整個心動收縮期,主動脈

4、外側(cè)壁的壓力明顯地高于內(nèi)側(cè)壁的壓力；在主動脈弓和降主動脈連接的彎曲部位處存在明顯的壓力變化；在主動脈弓內(nèi)側(cè)壁的壁面剪應(yīng)力比主動脈弓外側(cè)壁的壁面剪應(yīng)力具有更大的量值和變化幅度；在心動收縮期主動脈弓處出現(xiàn)二次流現(xiàn)象,且在心動收縮期出現(xiàn)明顯的漩渦現(xiàn)象。
　　 結(jié)論：
　　 計算流體力學(xué)數(shù)值模擬的方法是目前研究脈管疾病血流動力學(xué)的一種可靠方法。通過三維重構(gòu)方法獲得了個體化仿真的包括主動脈弓及分叉的正常胸主動脈、患有降主動脈夾層的