血管流固耦合分析实例

雷倩,吴晨晖•流固耦合分析技术在胸主动脉血管瘤诊疗中的应用［J］.I2°医疗卫生装备，2021,42（2）：12-16,22.Thesis流固耦合分析技术在胸主动脉血管瘤诊疗中的应用雷倩打吴晨晖2（1.武汉大学中南医院，武汉430064；2.武汉第二船舶设计研究所，武汉430064）［摘要］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血液的3D模型。

通过流固耦合计算方法，获得胸主动脉血管瘤血流特性及血管瘤组织变形和受力情况。

结果：血流对血管瘤与血管连接区域形成明显冲击，整体血管瘤组织呈现出“呼吸式”往复形位移变化，且血管瘤组织内最大von-Mises应力为75.2kPa,约为血管瘤承载能力(650kPa)的11.6%,最大剪切应力约为41.7kPa。

结论:基于流固耦合分析技术对于胸主动脉血管瘤的危险部位预测是有效的，可为临床的诊治提供数据依据。

［关键词］胸主动脉血管瘤；流固耦合;流体力学;von-Mises应力；剪切应力［中国图书资料分类号］R318［文献标志码］A［文章编号］1003-8868(2021)02-0012-06DOI：10.19745/j.1003-8868.2021024Application of fluid-solid coupling analysis in diagnosis ofthoracic aortic hemangiomaLEI Qian1,WU Chen-hui2(1.Zhongnan Hospital of Wuhan University,Wuhan430064,China;2.Wuhan Second Ship Design and Pesearch Intitute,Wuhan430064,China)Abstract O时CCtivC To explore the deformation and stress changes in the blood flow field,vessel wall and aneurysm wall within a thoracic aortic hemangioma using flow-solid coupling analysis for a specific case to provide decision support for clinical prevention and treatment of hemangioma.MetflOdfi A3D surface model for thoracic aortic hemangioma was formed by3D threshold segmentation and3D region growing segmentation with considerations on the flow-solid coupling between the blood and the vessel wall.Then the engineering software CATIA was used to optimize the smooth surface lines to obtain a 3D model of the hemangioma and its internal blood.The blood flow characteristics of the thoracic aortic hemangioma and the deformation and stress of the hemangioma tissue were obtained through flow-solid coupling calculation method.The blood flow had a significant impact on the hemangioma and the vascular junction,and the overall hemangioma tissues presented a"respiratory"reciprocal displacement variation;the maximum von-Mises stress was75.2kPa which was about11.6%of the hemangioma bearing capacity(650kPa);the maximum shear stress was about41.7kPa.Fluid-solidcoupling analysis proves to be efficient for predicting the risk site of thoracic aortic hemangioma,which can provide data support for the clinical diagnosis and treatment.［Chinese Medical Equipment Journal,2021,42(2)：12-16,22］Key words thoracic aortic hemangioma;fluid-solid coupling;fluid mechanics;von-Mises stress;shear stress0引言胸主动脉血管瘤是一种严重的、致命的心血管疾病,其形成原因主要是动脉管壁薄弱且受血管内压力影响,使胸主动脉扩张（常呈进行性膨大）。

肝血管瘤及病理病变分析典型肝血管瘤(hepatic hemangioma)可分为瘤体型(cavernous type)和海绵型(capillary type)，通常以海绵型最常见。

肝血管瘤在原发性肝肿瘤中是发生率最高的良性肿瘤，尸检的发生率约4％，仅次于肝囊肿。

本病可见于各种年龄，但以中年以上的女性最多见，一般直径小于4cm的病灶动态观察长期无变化，少数可短期内迅速增大。

临床手术切除的巨大血管瘤多为女性，这可能与类固醇激素有关。

而一般比较小的肝血管瘤CT和MRI增强扫描均有特征性，当瘤体直径超过4cm时，随着瘤体的增大而增强CT和MRI的表现越趋于不典型，故又称不典型血管瘤，这是由于大的血管瘤腔内很容易发生变性坏死、出血、囊变、血栓形成和钙化，以致血管瘤失去特征性。

一肝脏典型血管瘤切面肝血管瘤境界不清，无包膜，呈海绵状暗红色特征。

组织学主要由海绵样和网格状扩张的大小不等的血管腔重叠构成，各腔大小不等，腔内充满血液内壁衬有扁平内皮细胞。

另外，血管腔之间存在纤维组织。

随着血管瘤内腔的增大，可见腔内新旧血栓形成、坏死、瘢痕及钙化，严重者整个瘤腔均呈上述改变，形成血管瘤的一种特殊类型即硬化性血管瘤(sclerosing hemangioma)。

肝血管瘤直径多在2～3cm，单发性约占90％。

因病灶小、单发性，多数临床无任何症状。

当病灶多发且病灶直径大于4cm时，临床可出现腹痛、腹部不适、触及上腹部包块等各种症状和体征。

直径大于15cm的巨大血管瘤，易发生自发性破裂，但实际血管瘤自发破裂的相当少见。

由于血管瘤体过大可形成瘤体内的巨大血栓，以致血小板消耗过多而产牛血小板减少和出血倾向。

US检查的敏感性很高，典型的肝血管瘤比较小，表现为均匀性高回声。

大的血管瘤往往缺乏特征性，可呈低回声、高回声和混合回声，且随时间内部的回声可发生变化。

血管瘤内为血液，因此，CT平扫多数表现为肝实质内低密度占位，若合并脂肪肝时则呈稍高～高密度。

(上接第29页)山东科学技术出版社,2002:8 104.[2] 陈恒年,王振金,李月,等.偏头痛患者血浆与脑脊液内皮素含量的变化与临床意义[J].北京医学,1994,16(2):65 66.[3] 王昌铭,吉国泰.血清免疫球蛋白E 与季节性偏头痛关系的初步探讨[J]西北国防医学杂志199920(增刊)18[4] 叶世泰.超敏反应学[M ].北京:科学出版社,1998:548 552.[5] 王昌铭,吉国泰,程相铎,等.季节性偏头痛组与健康组血清免疫球蛋白E 的比较[J].人民军医,1999,42(9):521.(收稿时间20091209)血管瘤病一例病理分析刘 焱,吕小梅,赵 静作者单位:050011石家庄,石家庄市第一医院病理科[关键词] 血管瘤病;病理学,临床;诊断,鉴别[中国图书资料分类号] R732.2 [文献标志码] B [文章编号] 1009 0878(2010)01 0030 02 血管瘤病(angi o matosis)又称弥漫性血管瘤(diff usehe mangi o ma),为先天性疾病。

本病罕见,但国内外均有报道,且以颜面部多见[1 3]。

现报告一例青春期臀部血管瘤病,并结合文献复习探讨此病的分型、诊断、鉴别诊断、治疗及预后的要点。

1 病例资料1 1 临床资料 女,16岁。

因左臀部肿物14年,伴轻微疼痛,生长迅速1年入院。

CT 结果:左臀部一15c m15c m 8c m 大小肿物,提示软组织肿瘤,与周围界限不清。

临床拟诊为:脂肪瘤?脂肪肉瘤?横纹肌肉瘤?查体:双侧臀部不对称,左侧较右侧明显增大,左腿后伸受限,轻微跛行,于左臀外上2/3区域可触及一15c m12c m 8c m 大小肿物,边界不清,无触痛,质中。

术中见:自左臀皮下至臀大肌有一巨大肿物,与周围组织界限不清,剖面呈淡黄色,易出血,质地较正常脂肪组织细腻。

1 2 病理检查 手术标本经4%甲醛固定,常规脱水、石蜡包埋、切片,HE 染色及光镜观察,并行免疫组化(S P法)染色,免疫标记物分别为CD31、CD34、vm i e nti n 、S MA 、S 100,试剂均购自北京中杉金桥生物技术有限公司。

支架治疗动脉瘤流固耦合数值模拟的周期重复性研究陈雪;乔爱科【摘要】目的探讨瘤用支架血流动力学流固耦合数值模拟过程中不同计算周期的相对误差大小，以给出获得收敛结果的最小周期推荐值。

方法利用有限元分析软件ANSYS对植入不同截面形状支架治疗梭形动脉瘤模型进行流固耦合数值模拟。

每个模型进行3个周期的迭代计算，计算出各模型的动脉瘤腔内血液流速、压力、壁面切应力等血流动力学参数。

最后比较相邻周期的相对误差绝对值，根据数据后处理结果得到计算的最佳周期数。

结果各模型的动脉瘤腔内血流动力学参数计算1周期与计算2周期的相对误差绝对值远高于5%，重复计算3个周期与计算2个周期的相对误差绝对值均小于5%。

结论有限元分析软件 ANSYS进行支架非定常血流动力学流固耦合数值模拟计算时，计算2个周期可达一定精确度，避免不必要的时间消耗，为支架治疗梭形动脉瘤的流固耦合数值模拟研究提供参考依据。

%10.3969/j.issn.1002-3208.2012.05.03【期刊名称】《北京生物医学工程》【年(卷),期】2012(000)005【总页数】7页(P450-456)【关键词】动脉瘤;流固耦合;血流动力学;数值模拟【作者】陈雪;乔爱科【作者单位】北京工业大学生命科学与生物工程学院北京 100124;北京工业大学生命科学与生物工程学院北京 100124【正文语种】中文【中图分类】R318.010 引言利用数值模拟方法研究支架治疗动脉瘤的血流动力学问题，是目前被广泛采用的方法之一。

其中存在一个备受关注的问题就是需要多个周期的迭代才能得到周期性稳定的结果，而多周期计算需要花费大量时间，特别是对于流固耦合计算。

在数值模拟研究中，计算周期的迭代次数对模拟结果的影响如何，前人未深入研究。

Bernardinia等［1］用不同计算方法对植入支架治疗颅内动脉瘤的血流动力学影响进行研究，计算中设置迭代次数为4次，从而讨论不同形状支架植入到不同位置后颅内动脉瘤的血流情况。

4例血管周细胞瘤临床病理及免疫组化分析【摘要】目的探讨血管周细胞瘤的临床病理学特征及诊断、鉴别诊断。

方法对4例血管周细胞瘤行临床病理学分析及免疫组化研究。

结果低倍镜下见肿瘤由增生的梭形细胞或卵圆形细胞和胶原纤维组成,血管丰富,并可见鹿角状、裂隙状结构,血管周围绕以不规则增生而密集的周细胞,形成交替分布的丰富细胞区和疏松细胞区,瘤细胞呈放射状或同心圆样增殖排列,也有呈弥漫性广泛排列,嗜银染色示网状纤维环绕着毛细血管的内皮细胞,肿瘤细胞被局限在内皮周围的网状纤维之间,高倍镜下肿瘤的特点是管腔周围有成团的圆形、卵圆形或梭形外皮细胞,有时可见核分裂相。

免疫组化染色CD34阴性,荆豆凝集素1(UEA-1)和第8因子(F8)相关抗原阴性,波状纤维蛋白(vimentin)和层粘连蛋白(1aminin)染色阳性,而平滑肌肌动蛋白(actin)和支架蛋白(desmin)染色阴性, PCNA阳性＞30%~80%不等。

结论血管周细胞瘤大部分为良性,少数可为交界性、恶性,其诊断与鉴别诊断主要依据临床资料、组织学形态特征及免疫组化标记。

完整手术切除是良好的预后因素。

【关键词】血管周细胞;免疫组织化学;病理诊断;鉴别诊断血管周细胞瘤(hemanyiopericytoma)1942年由Stoul和Murray[1]首先报告,为由周细胞衍生的软组织肿瘤,较罕见[1,3],近年来,血管周细胞正逐渐被认识[2],由于其他软组织肿瘤也有大量血管和呈血管周细胞瘤样外观,因而诊断本病常遇到困难,甚至被过诊断,肿瘤为深在性无痛性软组织肿块,大小数厘米。

报道部位为鼻腔鼻窦、四肢皮肤、皮下组织、筋膜和中枢神经系统脑膜[1,3,7],本文通过对发生于颈部、下肢小腿、腹膜后、鼻腔4例血管周细胞瘤行临床病理学及免疫组化研究分析其临床表现、病理变化及免疫组化特点,旨在探讨其临床病理特点,提供病理诊断及鉴别诊断的依据。

1 材料与方法1.1 标本病例来自我校附属医院病理科2000年1月至2007年12月间的外检档案资料。

动脉瘤栓塞手术液固两相流数值模拟分析作者：张洋樊俊杰陈盈盈陈广新王汝良任春娜来源：《软件》2020年第07期0 引言颅内动脉瘤（Intracranial aneurysm，IA）是多种因素导致的动脉壁的异常瘤样扩张，常发生于颅内大动脉的分叉及弯曲处，破裂会导致蛛网膜下腔出血，具有极高的致死率及致残率。

影响动脉瘤生长和破裂的因素主要包括先天生理性、病理性及血流动力学因素。

对于IA的治疗主要包括开颅夹闭术及血管内介入栓塞两种方法[1-3]。

无论是哪种方法，由于动脉瘤自身的复杂性及不完全闭塞的发生，即使是有经验的临床医生，术后的复发率依旧很高[4-7]。

栓塞手术由于创伤小，操作相对简单等优势和栓塞材料及技术的不断发展进步逐渐被广泛应用于临床。

但同时由于弹簧圈具有可压缩性使得动脉瘤复发的可能性大大增加，有研究表明栓塞程度是动脉瘤复发的重要影响因素，Brzegowy等人回顾性分析破裂与未破裂前交通动脉瘤的栓塞治疗，同样得出影响颅内动脉瘤复发的最大因素就是栓塞密度，初始栓塞的不完全极易引起动脉瘤的复发[8-9]。

栓塞程度低，弹簧圈会随着血流的冲击逐渐压缩，进而向远侧移位、复发。

赵庆平等提出瘤腔内的血流速度与瘤腔大小呈负相关，即栓塞程度越低，腔内血流速度加快时，血液对壁面产生的力就可能导致动脉瘤的复发[10]。

但这些研究并未明确指明血流动力学因素在不同栓塞程度下的变化。

近年来随着计算机的发展及有限元软件的开发，尤其是计算流体动力学数值模拟方法的应用，使得血流建模能更好解释血流动力学在IA发病机制中的作用[11-16]。

因此为了探究不同栓塞密度下血流动力学的具体变化，建立了不同栓塞程度的模型，来为临床医生制定更好的栓塞策略提供指导。

1 材料与方法1.1 个体化模型构建本文研究采用牡丹江医学院附属红旗医院影像科提供的一例真实基底动脉顶端动脉瘤患者的DICOM格式的头部CTA影像资料。

动脉瘤CTA影像显示位置如图1所示。

基于Ansys12.0的Workbench血管流固耦合之最详尽小火车之旅Workbench, 血管, 小火车, 耦合Workbench, 血管, 小火车, 耦合承蒙―水若无痕‖版主信任，我把我做过的血管流固耦合以小火车的形式发出来，与大家共同讨论学习。

首先概述一下：1：血管建的比较短，这样单元会少些，调试比较方便，但效果可能没官方视频的好看，但原理步骤没错就行2：原来流体为自己建的Blood，为可压缩流体，我自己试了下，用Water也可以，所以就简化了建新材料这一步3：我用的是Ansys12.0版本，我建的模型保存成多种格式，欢迎大家下载做着玩玩图1 geometry.rar (31.03 KB)A：首先打开Ansys Workbench 拖出各个模块，连接关系如下图：实际上可以在Transient Structural的setup上面点右键，transfer data to new simulation FLOW(CFX)同样可以建立新的CFX分析模块，而且不用自己连线，本图图 2B：可双击Engineering Data编辑材料，因为进入Ansys结构部分设置时候要用到血管材料，默认是结构钢，太硬了，所以要自己重新设材料，这点很重要！图3的这个对号加小箭头的状态只调试出来一次，其他的都没弄出来过，索性全部给updata了图 3C：单击我画的第一个大圈（左列），右击我画的第二个大圈（左列）——Duplicate，复制一个同种材料。

在复制的材料后面框里有链接，这个链接是链接到材料库的，右键把链接打断，我是这么做的。

如果双击Engineering Data看不到我图中的界面的话，可以在主菜单中——View——Properties以及接下来的两个选项给选上就可以看见了。

改好材料后可以把对新材料重命名，用右键。

然后再主菜单上点击update project，材料就可以在材料设置里用了。

图4D：更改密度，杨氏模量，和泊松比。

数值模拟描述血管壁厚度对复杂颅内动脉瘤流固耦合分析结果的影响刘波;李志伟【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2014(000)011【摘要】背景：颅内动脉瘤病死率高，有限元分析预测其破裂风险目前成了一个热门课题。

有限元分析需要可靠的流固耦合模型，动脉瘤的血液模型很易得到，而血管壁模型无法直接获得，只能人为设置，这可能对计算结果造成影响。

目的：探讨有限元建模时血管壁厚度的设置对复杂颅内动脉瘤流固耦合分析的影响，为颅内动脉瘤的数值模拟研究提供更可靠的建模方法。

<br> 方法：通过3D脑血管造影取得一67岁男性患者左侧颈内动脉颅内段串联动脉瘤的三维数值模型。

术后通过管壁增厚的方法构建出血管壁模型，人为设置的壁厚为0.3，0.4，0.5，0.6 mm，得到4个流固耦合模型。

根据术中测得的数据，利用有限元法模拟分析流固耦合作用下颈内动脉串联动脉瘤的血液动力学特征，比较4个模型计算结果之间的差异。

<br> 结果与结论：4个模型的血液流线图、血液压力降图、血管内壁壁面切应力均无差异(P >0.05)。

4个模型血管壁变形最明显处均在颈内动脉C 2段，但血管壁越厚者最大变形量越小(P<0.01)。

4个模型血管壁Von Mises应力均在I，J两点处达到局部最大值，血管壁越薄者局部最大值越大(P<0.01)。

证实血管壁厚度的设置会对复杂颅内动脉瘤的流固耦合分析结果造成影响，欲得到准确计算结果需根据实际情况设置合适厚度。

%BACKGROUND:Intracranial aneurysms have a high mortality, and finite element analysis to predict fracture risk has become a hot topic at present. Finite element analysisrequires reliable fluid-structure interaction model, blood model of aneurysm is very easy to obtain, but the vascular wal model can not be obtained directly, only by artificial settings, which may have an impact on calculation results. <br> OBJECTIVE:To investigate the effects of vascular wal thickness on fluid-structure interaction analysis in finite element modeling of complex intracranial aneurysms, and provide a more reliable method of finite element modeling for the numerical simulation study of intracranial aneurysms. <br> METHODS:A three-dimensional numerical model of tandem left intracranial internal carotid artery aneurysms of a 67-year-old man was obtained by three-dimensional angiography. Four fluid-structure models were got postoperatively by thickening vascular wal , which were artificial y set for 0.3 mm, 0.4 mm, 0.5 mm, 0.6 mm. According to intraoperative measured data, dynamic characteristics of fluid-structure interaction of tandem internal carotid artery aneurysms were simulated by the finite element method, comparing four models to calculate the difference between the results. <br> RESULTS AND CONCLUSION:Among the four models, there were no difference in blood flow chart, blood pressure drop chart and wal shear stress chart (P>0.05). The deformation of the vascular wal was the most obvious in C 2 segment of the internal carotid artery, and the thicker vessel wal was accompanied by the more apparent deformation (P<0.01). Von Mises stress in the vessel wal of the four models reached a local maximum in the I and J points, the thinner vessel wal was accompanied by the larger local maximum (P<0.01). The settings of vascular wel may affect the fluid-structure interaction analysisof complex intracranial aneurysms and appropriate thickness settings wil obtain accurate calculation.【总页数】9页(P1765-1773)【作者】刘波;李志伟【作者单位】重庆医科大学附属永川医院神经内科，重庆市 402160;重庆医科大学附属永川医院神经内科，重庆市 402160【正文语种】中文【中图分类】R318【相关文献】1.X—射线荧光分析中薄膜试样的面积和厚度对分析结果的影响 [J], 贺春福;任红星2.数值模拟描述血管壁厚度对复杂颅内动脉瘤流固耦合分析结果的影晌 [J], 刘波;李志伟;3.基于流固耦合的复杂血管内血液动力学数值模拟及血管支架有限元分析 [J], 袁俊杰;郭无极;王锦涛4.样品厚度对X-射线荧光分析结果的影响 [J], 曹年凤5.复杂颅内动脉瘤的流固耦合模型的建模方法 [J], 刘波;谢鹏;李志伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

血管母细胞瘤40例临床病理分析周春辉,郝卓芳,廖德贵,陆光明,黄世章摘要:目的　探讨血管母细胞瘤临床病理学特征、影像学特点、免疫表型、诊断及鉴别诊断。

方法　应用HE 染色和免疫组化标记等方法对40例血管母细胞瘤进行病理学特征观察,同时分析其CT 和MR I 影像学特点。

结果　40例血管母细胞瘤临床表现主要为头晕、头痛、呕吐、视乳头水肿、共济失调等。

CT 和MR I 检查示颅内界限尚清的囊实性病变,内有壁结节,增强扫描后囊性部分无强化,附壁结节明显强化。

组织学检查肿瘤主要由两种成分构成:即不同成熟阶段的毛细血管和毛细血管网之间丰富的间质细胞。

免疫组化肿瘤组织中的血管内皮细胞均表达CD34和F ⅧRAg,间质细胞大多表达S 2100,少数表达NSE,血管内皮细胞和间质细胞均表达vi m entin,而一般不表达GF AP 、E MA 和p53,Ki 267表达较低或不表达。

结论　血管母细胞瘤主要由不同成熟阶段的毛细血管和来源未定的肿瘤性间质细胞构成。

其影像学表现具有一定的特异性。

血管母细胞瘤须注意与毛细胞型星形细胞瘤、血管瘤型脑膜瘤、转移性肾癌等鉴别。

关键词:血管母细胞瘤/病理学;免疫组织化学;影像学中图分类号:R 739.4 文献标识码:A 文章编号:1001-7399(2010)01-0060-04Hemang i obl a stoma :cli n i copa tholog i c ana lyses of 40ca sesZHOU Chun 2hui,HAO Zhuo 2fang,L IAO De 2gui,LU Guang 2m ing,HUANG Shi 2zhang(D epart m ent of Pathology,Second A ffiliated Hospital of Guangzhou M edical College,Guangzhou 510260,China )Abstract:Purpose T o analyze the clinicopathol ogic features,i m munophenotypes,i m age features and diagnosis of he mangi oblast oma .M ethods The clinical and pathol ogical features were studied with HE and i m munohist oche m ical staining in 40cases of he mangi oblas 2t oma .The i m age features were studied with CT and MR I .Results The clinical sy mp t om s of these cases were dizziness,headache,vom 2itting,op tic disc ede ma and ataxia .The CT and MR I showed a shar p ly de marcated tu mor with cystic areas and a s olid mural nodule .After enhancement scanning,the mural nodule was usually enhanced and the wall of the cystic area was not .H ist opathol ogically,this tu mor was characterized by t w o main components:cap illary and str omal cells .I m munohist oche m ically,the endotheli ocyte was positive for C D34and F ⅧRAg,but most of the str omal cells were positive f or S 2100and part of the cells were als o positive f or NSE .The endo 2theli ocyte and the str omal cell were all positive for vi m entin,but negative for GF AP,E MA and p53.The exp ressi on of Ki 267was very l ow .Conclusi on s He mangi oblast oma is characterized by str omal cells and nu mer ous cap illary,but the origin of the str omal cell is not clear .Its i m age features have s ome characteristics .It needs t o be distinguished fr om p il ocytic astr ocyt oma,angi omat ous meningi oma and renal carcinoma .Key words:he mangi oblast oma /pathol ogy;i m munohist oche m istry;i m age features收稿日期:2009-09-27作者单位:广州医学院第二附属医院病理科,广州　510260作者简介:周春辉,女,博士。

2020年软 件2020, V ol. 41, No. 1基金项目: 2018年度黑龙江省省属高等学校基本科研业务费科研项目(No.2018-KYYWFMY-0039)作者简介: 陈广新，男，黑龙江人，讲师，研究方向：医学图像处理与生物力学仿真；赵东良，男，黑龙江人，硕士研究生，研究方向：生物力学与医学工程；王汝良，男，黑龙江人，教授、主任医师，研究方向：血流动力学；郭金兴，女，研究方向：动脉瘤数值模拟。

通讯联系人: 胡明成，男，黑龙江人，主治医师，研究方向：医学影像诊断。

基于CTA 的个体化脑动脉瘤的流固耦合分析及其临床应用陈广新1，赵东良2，郭金兴3，王汝良3，胡明成3*（1. 牡丹江医学院医学影像学院，黑龙江 牡丹江 157011；2. 北京大学力学与工程系，北京 10000；3. 牡丹江医学院附属红旗医院影像科，黑龙江 牡丹江 157011）摘 要: 探讨基于CTA 的个体化脑动脉瘤的流固耦合分析，为临床应用提供帮助。

利用真实患者的脑动脉瘤DICOM 格式影像检查数据，利用MIMICS 软件进行三维重建血流模型、应用3-matic 软件进行修复、光顺，应用ANSYS ICEM CFD 软件生成流体的有限元模型，利用HYPERWORKS SimLab 软件基于流体模型构建动脉壁有限元模型，使用ANSYS FLUENT+Transient Structural 进行双向流固耦合计算一个心动周期的动脉瘤血流动力学参数。

本文有限元模型的构建方法可有效的分析动脉瘤的血流动力学参数，为临床提供科学的理论指导。

关键词: 脑动脉瘤；血流动力学；计算流体力学分析中图分类号: TP319 文献标识码: A DOI ：10.3969/j.issn.1003-6970.2020.01.020本文著录格式：陈广新，赵东良，郭金兴，等. 基于CTA 的个体化脑动脉瘤的流固耦合分析及其临床应用[J]. 软件，2020，41（01）：97 101Fluid-solid Coupling Analysis of Individualized Cerebral AneurysmsBased on CTA and Its Clinical ApplicationCHEN Guang-xin 1, ZHAO Dong-liang 2, GUO Jin-xing, WANG Ru-liang 3, HU Ming-cheng 3*(1. Medical image college of Mudanjiang medical university, Mudanjiang Heilongjiang 157011, China ;2. Department of Mechanics and Engineering, Peking University, Beijing 10000, China ;3. Hongqi Hospital Affiliated to Mudanjiang medical University, Mudanjiang Heilongjiang 157011, China )【Abstract 】: The fluid-solid coupling analysis of individualized cerebral aneurysms based on CTA was discussed to provide help for clinical application. Using DICOM format image examination data of cerebral aneurysms of real patients, three-dimensional blood flow model reconstruction is performed by MIMICS software, repair and smooth-ing are performed by 3-matic software, finite element model of fluid is generated by ANSYS ICEM CFD software, finite element model of arterial wall is constructed by HYPERWORKS SimLab software based on fluid model, and bidirectional fluid-solid coupling is performed by Ansys Fluent+Transient Structure to calculate hemodynamic pa-rameters of aneurysm in one cardiac cycle. The construction method of finite element model in this paper can effec-tively analyze the hemodynamic parameters of aneurysm and provide scientific theoretical guidance for clinic. 【Key words 】: Cerebral aneurysm; Hemodynamics; Computational fluid dynamics analysis0 引言颅内动脉瘤（intracranial aneurysms ，IA ）是一种严重危害健康的脑血管疾病，普通人群发病率约为3.2%[1]。

基于CTA的个体化脑动脉瘤的流固耦合分析及其临床应用【摘要】本文旨在探讨基于CTA的个体化脑动脉瘤的流固耦合分析及其临床应用。

在背景介绍中，引入了脑动脉瘤的临床问题及研究现状，明确了研究目的和意义。

接着，通过介绍CTA技术及脑动脉瘤的流固耦合模型建立，展示了该分析方法的原理和过程。

随后，详细分析了个体化脑动脉瘤的流固耦合情况，并结合临床案例进行分析。

展望了未来该技术的发展方向。

通过研究总结和临床应用前景展望，对该分析方法的临床应用前景进行展望，并提出了一些建议。

这项研究有望为脑动脉瘤的诊断和治疗提供新的思路和方法。

【关键词】脑动脉瘤、CTA技术、流固耦合、个体化、临床应用、研究意义、模型建立、案例分析、发展方向、总结、展望、建议。

1. 引言1.1 背景介绍脑动脉瘤是脑血管疾病中的一种常见病症，是脑动脉壁结构异常导致的动脉壁局部膨出。

脑动脉瘤的破裂可能导致严重的蛛网膜下腔出血，危及患者生命。

对脑动脉瘤的早期诊断和个体化治疗显得尤为重要。

随着计算机辅助诊断技术的不断发展，CTA技术在脑动脉瘤的诊断和治疗中得到了广泛应用。

CTA技术通过快速获取高分辨率的血管成像数据，可以准确显示脑动脉瘤的位置、形态和血流动力学特征，为个体化治疗提供了重要的参考依据。

基于CTA技术的个体化脑动脉瘤的流固耦合分析，可以更精确地评估脑动脉瘤的破裂风险，为手术治疗方案的制定提供科学依据。

通过建立脑动脉瘤的流固耦合模型，可以模拟脑动脉瘤内的血流动态，预测瘤体内的压力和应力分布，为手术操作提供精准的指导。

本文将重点介绍基于CTA技术的个体化脑动脉瘤的流固耦合分析及其在临床应用中的意义，旨在为脑动脉瘤的个体化诊断和治疗提供新思路和方法。

1.2 研究目的研究目的：本文旨在探讨基于CTA的个体化脑动脉瘤的流固耦合分析及其临床应用。

具体目的包括：1.建立脑动脉瘤的流固耦合模型，探讨脑动脉瘤在血流影响下的变化规律；2.分析个体化脑动脉瘤的特征，为临床干预提供更准确的依据；3.探讨临床应用案例，验证流固耦合分析在脑动脉瘤诊疗中的有效性；4.展望未来发展方向，为进一步研究和临床实践提供参考。

Ansys14 workbench 血管流固耦合实例依据采集的一些资料，进行学习后，试着做了这个 ansys14workbench 的血管流固耦合模拟，感觉能够耦合上，仅是熟习流固耦合剖析过程，不必定正确，仅供参照，希望大家多议论。

感谢！1、先在 proe5 中成立血管与血液流体区的模型（二者装置起来），或许直接在workbench 中建模。

图1 模型图2、新建工程。

在 workbench 中 toolbox中选custom system，双击FSI: FluidFlow(fluent)->static structure.图 2 计算工程3、改正 engineering data ，由于系统缺省资料是钢，需要建立血管资料，如图3 所示。

先复制steel ，尔后改正密度 1150kg/m3，杨氏模量，泊松比0.3 ，从头命名，最后在主菜单中点击“update project”保存.3 改正工程资料4、模型入，入gemetry 模， import 外面模型文件。

4 模型入5、入 FLUENT网格区分。

在 workbench 工程中的 Mesh上点右， Edit ⋯，如 5 所示，入网格区分 meshing 界面，如 6 所示。

我里需要去掉血管部分，只保存血液几何。

图 5 进入网格区分图 6 禁用血管模型6、设置网格方法。

默认是采纳 ICEM CFD进行网格区分，设置方式如图 7 所示，截面圆弧边分为 12 份，纵截面的边均分为 10 份，网格结果如图 8 所示。

此外在这个界面中要设置界限的几何面，如 inlet 、 outlet 、symmetry图 7 设置网格区分方式图 8 最后出网格9 界几何7、入 fluent10 入 fluent关 mesh，回到 fluent 工程窗口，右点 setup ， edit ⋯，入 fluent 。

里置瞬算，流体血液（密度 1060，力粘度 0.004pas ），进口力波（用 profile 入），出口力 0Pa，采纳k-e 湍流模型。