颈动脉血液动力学的数值模拟2014.10
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血液动力学模型血液动力学模型是一种用于描述和分析心血管系统功能的模型。
通过模拟血液在心血管系统中的流动,血液动力学模型可以帮助我们理解血液循环中的各种生理参数,如血压、心脏泵血能力以及血管的阻力等。
这种模型为研究心血管疾病的发病机制、指导临床诊断和治疗策略提供了重要的理论基础和工具。
一、血液动力学模型的基本原理血液动力学模型根据血液的流动特性和心血管系统的解剖结构建立起数学模型。
在模型中,我们通常将心脏视为一个泵,将血管看作是一种阻力元件,通过描述泵的流量和血管的阻力,我们可以推导出血液循环中各个组织器官的血流动力学参数。
常用的血液动力学模型包括流体动力学模型和电路模型。
流体动力学模型是一种基于输运方程和质量守恒定律的模型,通过求解这些方程可以得到血液在心血管系统中的流速、压力等参数。
这种模型考虑了心脏和血管的解剖结构以及流体的运动方程,因此在模拟复杂的流动现象时具有比较高的准确性。
电路模型则是一种将心血管系统抽象为电路的模型。
通过将心脏视为电池、血管视为电阻、血流视为电流,我们可以利用电路理论来描述血液流动的特性。
电路模型简化了血液动力学模型的计算过程,便于分析和模拟不同情况下的血流动力学参数变化。
二、血液动力学模型的应用血液动力学模型在临床医学中具有广泛的应用价值。
通过模拟和分析血液循环中的动力学参数,我们可以深入了解心血管系统的功能状态,从而对心脏病、高血压、动脉硬化等疾病的发病机制及其影响进行研究。
例如,在研究心脏病时,血液动力学模型可以帮助我们评估心脏泵血能力的变化。
通过模拟心脏瓣膜的关闭和开启动作、心肌收缩和舒张过程,我们可以计算出心脏的每搏输出量、心脏指数等参数,用于评估心脏的功能状态。
这对于诊断心力衰竭、心肌缺血等心脏疾病具有重要的临床意义。
血液动力学模型还可以用于指导心血管疾病的治疗策略。
通过模拟不同治疗手段对血流动力学参数的影响,我们可以评估治疗效果,并优化治疗方案。
例如,在介入治疗中,我们可以模拟支架植入、血管成形术等手术操作对血管阻力的改变,进而评估手术效果和预测并发症的风险。
-论论-颈总动脉狭窄两相流数值模拟分析陈阳彭红梅张东威赵洪明张红娜摘要:目的探讨颈总动脉位置处不同狭窄程度对颈动脉内血液流速、血管壁面压力、剪切应力的影响,分析颈总动脉位置处狭窄对脑部供血影响的血流动力学方面原因。
方法采用内蒙古民族大学附属医院提供的1例53岁男性健康颈动脉二维CT数据,应用医学建模软件MIMICS20.0将二维CT数据进行三维医学重建,然后利用3-Matic Medical软件,在颈总动脉位置处进行25%、50%、75%狭窄程度的人为干预,得到颈总动脉位置处3种不同程度狭窄的颈动脉模型。
在GEOMAGIC中进行模型的光滑处理,经过网格划分及边界条件设置后导入计算流体力学软件FLUENT14.5中,进行液(血浆)一固(红细胞)两相流血流动力学数值模拟。
通过观察不同狭窄程度下速度流线图及矢量图(分别截取狭窄处、分叉处上游、分叉处下游及分叉末端处的a、b、c、d4个不同的横断面)中的血液流速及血液的涡旋流动现象、血管壁面压力及剪切应力的数值变化,为颈动脉狭窄疾病提供血流动力学支持。
结果观察速度流线图及速度矢量图可知,从颈动脉入计处流入血液保持狭窄处血管中间流速大、边缘流速小的特点,颈动脉窦处易存在血液的涡旋流动,且随着狭窄程度的增加,涡旋的面积及程度增大。
在所取的4个横断面上,随着狭窄程度的增大,涡旋现象持续时间更长。
颈总动脉狭窄自25%到50%过程中,血液流速、血管壁面压力及剪切应力扩大至近2倍;当狭窄程度由50%至75%过程中,血液流速扩大至3倍,血管壁面压力扩大至近10倍,剪切应力扩大至近4倍。
结论人为狭窄干预技术可以方便、快捷地获取目标模型,并可以在此基础上任意修改,可以为血流动力学研究及临床诊断提供良好的模型基础。
颈总动脉狭窄程度由25%到50%时,血管壁面的力学性质发生一定变化;而从狭窄50%到狭窄75%时,血管壁面的力学性质呈指数形式上升。
关键词:颈总动脉狭窄;医学模型三维重建;人为狭窄干预技术;两相流动;计算流体力学doi:10.3969/j.issn.l672-5921.2021.05.002Two-phase flow numerical simulation of common carotid artery stenosis Chen Yang*,Peng Hongmei,Zhang Dongwei,Zhao Hongming,Zhang Hongna.*College of Mathematics and Physics,I nner MongoliaUniversity for Nationalities,Tongliao,the Inner Mongolia Autonomous Region028043,ChinaCorresponding author:Peng Hongmei,Email:phml6888@Abstract:Objective To investigate the effect of different stenosis degree of common carotid arteryon blood flow velocity,vascular wall pressure and shear stress in carotid artery.Also,to analyze hemodynamicreasons of the effect of common carotid artery stenosis on cerebral blood supply.Methods CT data of a53-year-old male patient provided by the Affiliated Hospital of Inner Mongolia University for Nationalitieswere used to reconstruct the3D medical data by the medical modeling software MIMICS20.0.Then3-MaticMedical software was used to reconstruct three carotid artery models with different degree of carotid arterystenosis by artificial intervention of25%,50%and75%stenosis at the position of the common carotidartery.After the smoothing of the model in GEOMAGIC,it was introduced into the computationalfluid dynamics software FLUENT14.5after mesh division and boundary conditions setting.The liquid基金项目:国家自然科学基金项目(11362015.82060816)内蒙古自治区自然科学基金项目(2013MS0113、2018LH01005)作者单位=028043内蒙古自治区通辽市,内蒙古民族大学数理学院(陈阳、彭红梅、赵洪明),工学院(张红娜);内蒙古民族大学附属医院神经内科(张东威)通信作者:彭红梅,Email:phm16888@(plasma)-solid(red blood cell)two-phase bleeding flow dynamics numerical simulation was carried out. The eddy flow of blood,changes of vascular wall pressure and shear stress in the velocity flow diagram (4different cross sections were taken)under different stenosis degree were observed to provide hemodynamic support for carotid artery stenosis.Results From velocity flow diagram and vector diagram,blood flow from the entrance of carotid artery maintained high flow velocity in the middle and slow flow velocity at the edge of stenotic vascular.Blood vortex flow was easily formed in the carotid sinus,and the area and degree of the vortex increased with the increase of stenosis degree.It was also found duration of the eddy phenomenon was longer with the increase of stenosis degree in four selected cross-sections.During stenosis process from25%to50%of common carotid artery stenosis,blood flow velocity,vascular wall pressure and shear stress doubled.When stenosis degree increased from50%to75%,blood flow velocity increased to3times,pressure on vascular wall increased to about10times,and shear stress increased to about4 times.Conclusions The artificial stenosis intervention technique can easily and quickly obtain the target model,and can be modified arbitrarily on this basis.It can provide a good model foundation for hemodynamic research and clinical diagnosis.When common carotid artery stenosis increased from25%to50%stenosis,the mechanical properties of vessel wall changed to some extent.However,the mechanical properties of vascular wall will increase exponentially when the stenosis degrce increased from50%to70%.Key words:Common carotid artery stenosis;Three-dimensional reconstruction of medical models; Artificial intervention of stenosis;Two-phase flow;Computational fluid dynamics心脑血管类疾病的形成与血管内的血流特性有着紧密联系,尤其是在一些血管特殊位置,如弯曲、分叉、狭窄等部位,这些部位血流极易形成涡旋、回流以及血细胞、脂类物质、乳糜微粒等固体物质堆积,从而诱发心脑血管类疾病,对人类健康产生极大危害叫而颈动脉具有典型分叉结构特点,颈动脉是人体血液循环的重要动脉之一,直径较粗(8-10mm),其内血流速度快,血流量较大,血流情况复杂[]。
颅内动脉旁瘤的血液动力学的三维数值模拟温功碧;李俊修;陈伟【期刊名称】《北京大学学报:自然科学版》【年(卷),期】2003(39)5【摘要】数值模拟颅内动脉瘤的血液动力学。
假定血液为牛顿流体和血管壁为刚性壁 ,采用人工压缩性方法求解三维Navier Stokes方程。
在稳态和脉动的情形下计算了颅内动脉瘤的剪应力和压力等血液动力学因素随空间和时间的变化 ,以及颅内动脉瘤的几何形状、雷诺数等参数对血液动力学因素的影响。
得到的主要结论是 :无论在稳态还是脉动条件下 ,对于生长初期的颅内动脉瘤 ,瘤的深度越大 ,远端的壁面剪应力也越大 ,颅内动脉瘤的生长和破裂一般发生在这里 ;血液脉动使得远端壁面剪应力随时间的波动更加剧烈 ,颅内动脉瘤在这一区域更易破裂 ;此外 ,管径减小而流速不变 ,动脉瘤远端壁面剪应力增大 ,这说明在小血管中比大血管中更容易发生动脉瘤 ,这一结果与生理实际一致。
【总页数】7页(P649-655)【关键词】颅内动脉瘤;血液动力学;破裂;数值模拟【作者】温功碧;李俊修;陈伟【作者单位】北京大学力学与工程科学系【正文语种】中文【中图分类】R318.01【相关文献】1.颅内典型囊性动脉瘤的三维数值模拟及血流动力学分析 [J], 穆士卿;丁光宏;杨新健;张莹;罗斌;吕明;吴中学;于红玉;李海云;王盛章2.颅内后交通动脉动脉瘤栓塞后复发的血流动力学数值模拟分析 [J], 刘爱华;李传辉;杨新健;罗斌;吴中学3.颅内长形动脉瘤的三维数值模拟及血流动力学分析 [J], 穆士卿;杨新健;张莹;罗斌;吕明;吴中学;李海云;王盛章;丁光宏4.颅内直的/微弯母管动脉旁瘤的三维稳态流/脉动流的数值模拟 [J], 温功碧;蔡庆东;刘爱华;吴中学5.颅内直母管动脉旁瘤在线圈栓塞后三维脉动流的数值模拟 [J], 温功碧;蔡庆东;刘爱华;吴中学因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
判断颈动脉狭窄的常规血流动力学指标颈动脉狭窄是一种常见的血管疾病,通常会导致血流动力学的改变。
在临床上,医生会通过一些常规的血流动力学指标来判断颈动脉狭窄的程度和对患者健康的影响。
以下是一些常见的血流动力学指标,可以帮助医生进行评估和诊断:1. **收缩压和舒张压**:收缩压和舒张压是血压的两个重要参数,可以反映心脏对动脉内血液推动的力量。
在颈动脉狭窄的患者中,由于动脉狭窄导致血液流速减慢,心脏需要更大的力量来推动血液通过狭窄处,因此收缩压和舒张压可能会升高。
2. **心脏指数**:心脏指数是血液流经心脏的总量,通常以每分钟升的形式表示。
在颈动脉狭窄的患者中,心脏指数可能会降低,因为心脏需要更大的负荷来克服颈动脉狭窄带来的阻力,从而导致心脏的工作量增加。
3. **周围血管阻力**:周围血管阻力是指血液流经动脉和静脉时所遇到的阻力。
在颈动脉狭窄的患者中,由于颈动脉狭窄导致血流受阻,周围血管阻力可能会增加,这会使心脏需要更多的工作来维持正常的血液循环。
4. **心排血量**:心排血量是心脏每分钟将血液泵送到全身循环系统的量。
在颈动脉狭窄的患者中,心排血量可能会减少,因为心脏需要更多的努力来克服颈动脉狭窄带来的阻力,从而降低了心脏的泵血效率。
5. **心脏负荷**:心脏负荷是指心脏在单位时间内所承受的负荷大小。
在颈动脉狭窄的患者中,心脏负荷可能会增加,因为心脏需要更多的工作来推动血液通过狭窄处,从而增加了心脏的负荷。
通过以上几个常规的血流动力学指标,医生可以初步判断颈动脉狭窄的程度和对患者健康的影响,从而制定相应的治疗方案。
在临床实践中,医生需要综合考虑患者的病史、临床症状和其他相关检查结果,全面评估患者的病情,为患者提供更好的治疗和护理。
希望通过以上内容的介绍,能够帮助大家更好地了解颈动脉狭窄的血流动力学指标和诊断方法。
人体动脉血管血流动力学模型设计及仿真研究
李金霞;张立强
【期刊名称】《现代科学仪器》
【年(卷),期】2013(000)006
【摘要】基于流体力学理论推导了人体动脉血管血流动力学模型.依据所得动力学模型,应用相似理论建立了一个RLC等效电路模型来模拟血液在动脉血管中的流动.推导此等效电路模型的传递函数,确定了主要特征参量,对动脉血管的血压、血流变化规律进行了仿真,获得了波形曲线.分析得到动脉血管血液流阻增大时,u0、I的变化即可反映血压、血流的相应变化.这可为相关血管、血压疾病的预防、临床诊断和治疗提供一定的技术帮助.
【总页数】3页(P91-93)
【作者】李金霞;张立强
【作者单位】兰州军区兰州总医院儿科甘肃兰州 730050;兰州理工大学温州泵阀工程研究院浙江温州 325105
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.主动脉内气囊反搏对人体外周血流影响的计算机仿真实验 [J], 苗小襄;白净
2.基于血管影像的人体颈动脉分叉血流模式分型 [J], 薛蕴菁;高培毅;林燕;段青
3.同向血流层状排列毛细血管网和组织氧交换的血流动力学模型研究 [J], 许世雄
4.心肌桥-壁冠状动脉血流动力学模型的设计和制作 [J], 张国辉;葛均波;沈力行;王克强;钱菊英;樊冰;徐根林;丁皓;张峰
5.犬实验性颈总动脉动脉瘤的血管内支架治疗系列研究之二:载瘤动脉内置入支架后血流动力学研究 [J], 丁永红;戴大英;陈克敏;罗其中;张善生
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面向医学应用的血流动力学数值模拟(I):动脉中的血流
乔爱科;刘有军
【期刊名称】《北京工业大学学报》
【年(卷),期】2008(034)002
【摘要】针对主动脉弓、S形弯曲动脉、颈动脉、腹主动脉等几种典型动脉的血流动力学数值模拟结果进行了分析和探讨,对动脉狭窄及其旁路移植管搭桥术、动脉瘤及其血管内支架治疗、主动脉夹层及其旁路搭桥术等血流动力学进行了讨论.研究结果表明,血流动力学不仅在动脉病变的发生和发展过程中起着决定性的作用,而且是外科医生在心血管疾病的手术和介入治疗等过程中必须充分考虑的因素.【总页数】8页(P189-196)
【作者】乔爱科;刘有军
【作者单位】北京工业大学生命科学与生物工程学院,北京,100022;北京工业大学生命科学与生物工程学院,北京,100022
【正文语种】中文
【中图分类】Q66
【相关文献】
1.面向医学应用的血流动力学数值模拟(Ⅱ):前景展望 [J], 乔爱科;刘有军;贯建春;张宏斌
2.应用胎儿超声心动图STIC技术对胎儿主动脉缩窄的CFD血流动力学三维数值模拟研究 [J], 陈倬;何怡华;李胜利;赵宏凯;刘晓伟;葛舒平
3.置入虚拟及真实血流导向装置后兔动脉瘤模型血流动力学的数值模拟研究 [J],
徐瑾瑜;邓本强;方亦斌;于瀛;程吉勇;王奎重;黄清海;刘建民
4.血流导向装置对动脉瘤血流动力学影响的数值模拟研究进展 [J], 吕楠;黄清海
5.锁骨下动脉、颈总动脉和椎动脉分叉处血流动力学数值模拟 [J], 赵洪明;彭红梅;张东威;陈阳
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脑血管血液动力学指标检测参数的参考值脑血管血液动力学指标是评估大脑血液供应和功能状态的重要指标。
这些指标可以通过各种检测方法来获取,包括超声多普勒、磁共振血流成像和脑电图等。
下面是一些常见的脑血管血液动力学指标检测参数的参考值。
1.脑血流量脑血流量是指单位时间内通过大脑的血液量。
正常成人的脑血流量范围为每分钟50-60毫升。
血液供应脑部的主要血管是颈动脉和椎动脉,因此检测脑血流量可以通过测量颈动脉和椎动脉的血流速度来确定。
2.脑血流速度脑血流速度是指血液通过脑动脉的速度。
正常成人的脑血流速度范围为每分钟50-100厘米。
通过超声多普勒技术可以非侵入性地测量脑血流速度。
3.脑血管阻力指数脑血管阻力指数是评估脑血管阻力的指标。
它是通过测量脑动脉内外径差来计算的。
正常成人的脑血管阻力指数范围为0.6-1.2。
较高的脑血管阻力指数可能表明血管狭窄或堵塞。
4.脑血管弹性脑血管弹性是指血管在血液流动时对压力的适应能力。
正常成人的脑血管弹性指数范围为2-5。
血管弹性降低可能与动脉硬化和血管损伤有关。
5.脑血氧饱和度脑血氧饱和度是指血液中氧气的含量。
正常成人的脑血氧饱和度范围为60-75%。
低脑血氧饱和度可能与缺氧和血管疾病有关。
6.脑电图脑电图是通过测量大脑电活动来评估脑功能的一种方法。
正常成人的脑电图应该有特定的频率和振幅范围。
异常的脑电图可能与癫痫、脑损伤和神经系统疾病有关。
上述的参考值是基于正常成人的范围,低于或高于这些范围可能表示不同的疾病或异常情况。
但需要注意的是,这些参考值可能因年龄、性别、体重和其他个体因素而有所不同。
因此,在进行脑血管血液动力学指标检测时,最好咨询专业医生以获得更准确的参考值。
总结起来,脑血管血液动力学指标检测参数的参考值包括脑血流量、脑血流速度、脑血管阻力指数、脑血管弹性、脑血氧饱和度和脑电图。
这些参考值可以帮助医生评估脑血液供应和功能状态,进而判断是否存在脑血管疾病或其他相关疾病。
动脉瘤的血流动力学数值模拟初步分析陈旭东;陈洪;扬地;吕文;陈健良【期刊名称】《中风与神经疾病杂志》【年(卷),期】2006(23)2【摘要】目的数值模拟分析动脉瘤的血流压力、速度和切应力3个指标特点,探讨动脉瘤生长、破裂的可能机制.方法采用动脉瘤的医学影像结合计算流体力学(CFD)软件,对动脉瘤内血液流动进行数值模拟.结果(1)流场压力呈周期性变化,压力剧烈变化的时间窗为0~0.62T,与速度剧烈变化时间窗一致,动脉瘤内各处压力周期变化与流场的周期变化一致,每一个具体的时刻流场压力分布不均衡;(2)脉动状态下,每个心动周期里,在0~0.4T内,速度变化最剧烈,在动脉分叉处形成涡运动,通过瘤颈进入动脉瘤内时,血流速度骤减,在动脉瘤中央形成涡,速度逐渐减小并可能静止,瘤顶血流速度很小甚至静止;(3)动脉瘤内,整个心动周期里切应力几乎都在迅速的变化,与血流速度的急剧变化的时间一致,切应力存在于瘤颈,瘤壁为零.结论3个指标(压力、速度、切应力)是导致瘤颈内皮损伤、瘤生长、扩大的重要危险因子.数值模拟能较好反映动脉瘤血液流动过程,能够帮助认识动脉瘤的病理生理机制和指导临床治疗.【总页数】3页(P204-206)【作者】陈旭东;陈洪;扬地;吕文;陈健良【作者单位】深圳市人民医院/暨南大学第二临床医学院神经外科,广东,深圳,518020;深圳市人民医院/暨南大学第二临床医学院神经外科,广东,深圳,518020;深圳市人民医院/暨南大学第二临床医学院神经外科,广东,深圳,518020;深圳市人民医院/暨南大学第二临床医学院神经外科,广东,深圳,518020;深圳市人民医院/暨南大学第二临床医学院神经外科,广东,深圳,518020【正文语种】中文【中图分类】R73【相关文献】1.椎动脉阻断术前后基底动脉瘤的血流动力学数值模拟分析 [J], 张凯旋;陈广新;邱收;李世星;胡霖霖;周志尊2.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 [J], 高卉; 程云章; 刘祥坤3.载瘤动脉狭窄对颈内-后交通动脉动脉瘤血流动力学影响的初步分析 [J], 路智文; 李司司; 刘鹏; 吕楠; 刘建民; 黄清海4.腹主动脉瘤血流动力学数值模拟研究现状 [J], 邱越;卿铭;董世明;郑庭辉5.基于腹主动脉瘤数值模拟下的血流动力学分析 [J], 李国剑;李留江;于振坤;张洪明;杨镛因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
血液循环动力学的数值模拟研究——连接医学和工程学的桥梁当我们提到医学和工程学的交汇点时,大多数人的反应是:仿生学、机器人手术或医学影像处理等。
但是,现实中,医学和工程学之间有更广泛的重叠领域,比如。
这个研究领域不仅是血液循环疾病治疗技术发展的重要基础,也对未来医学领域的发展有着深远的影响。
一、什么是是借助计算机模拟方法,通过分析数学模型模拟人体内部血流动力学参数的变化,探究血液流动规律和血管壁反应,进而全面分析人体血液循环的各种疾病并寻找治疗途径的研究方法。
这个领域的研究方法包括数值计算、计算力学、流体力学、数值分析等。
涵盖了人体心脏、血管、组织及其相互之间的相互作用,是交叉学科领域的典型代表之一。
二、为什么要开展1. 提高治疗方法的有效性传统的医学研究是从病人的临床表现或医学影像数据出发,以病人作为研究对象。
但是,由于血液循环系统的复杂性和不可逆性,使用计算机辅助的数值模拟方法进行研究,能更为精准地模拟血液循环系统的变化,在模拟过程中对不同治疗策略的效果进行评估,从而有效提高治疗方法。
2. 降低实验成本和风险传统的实验方法通常需要大量的动物或者人体试验,在高风险的操作中花费大量时间和金钱。
而借助计算机软件辅助分析,可以通过更少的实验次数,更少的实验时间和成本来获得更准确、科学和有效的分析结果。
3. 推动医学与工程学的融合医学与工程学一直是相互脱节的两个学科,但是将这两个学科合二为一,共同推动医学研究和临床应用技术的进步。
这个研究领域吸引了大量的物理学家、数学家和工程师的参与,推动了交叉学科的发展。
三、在医学领域的应用1. 预测疾病借助计算机模拟方法,可以对心血管疾病的发展进行预测。
通过建立数学模型和数值分析方法,可以分析血管内的流体流动规律和流体力学参数的变化,从而能够预测血管壁细胞的生长、血栓的形成和阻塞等现象的产生,并能够进行及时处理和治疗。
2. 发现疾病的治疗途径数值模拟方法的规定和建模,为医学治疗方法的发展提供了一种新的思路。
面向医学应用的血流动力学仿真(I):典型动脉的血流动力学仿真1乔爱科,刘有军北京工业大学生命科学与生物工程学院,北京(100022)E-mail:qak@摘要:针对主动脉弓、S形弯曲动脉、颈动脉、腹主动脉等几种典型动脉的血流动力学仿真研究,提出了一些值得探讨的问题。
针对各种几何模型的动脉进行血流动力学仿真,可以帮助人们更好地理解其中各种病变的生物力学机理,从而为心血管疾病的临床防治提供参考。
讨论了几个血流动力学评价指标,包括壁面切应力相关参数、粒子滞留时间等,为揭示心血管病变的产生和发展情况提供定量的描述。
关键词:血流动力学,计算流体力学,心血管系统,生物医学工程学科分类号:Q66生物体处于力学环境之中,力学因素影响机体整体、器官、组织、细胞和分子各层次的生物学过程。
例如,心血管系统就是一个以心脏(机械泵)为中心的力学系统。
血液循环过程包含着血液流动、血细胞和血管的变形、血液和血管的相互作用等,其中均蕴藏着丰富的力学规律。
血流动力学因素在动脉疾病形成、发展和治疗中的重要意义,对动脉中的血流动力学研究一直是生物力学和生物医学工程研究的热点。
生物力学因素被公认为与动脉粥样硬化和动脉瘤等动脉病变的病灶性密切相关。
研究表明,血流动力学因素如壁面切应力(wall shear stress, WSS)、壁面切应力梯度(wall shear stress gradient, WSSG)流动分离、二次流等,对动脉血管内皮细胞损伤、动脉内膜加厚、内膜平滑肌细胞增生和内膜结缔组织接合,以及对聚集单核血细胞、血小板和巨噬细胞等,都有着重要影响[1-3]。
随着高速度、大容量、多功能电子计算机硬件以及高性能计算机软件的研发,利用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)的仿真方法来研究心血管系统的血流动力学机理,已经越来越受到人们的重视。
其原因是,无论是动物实验、还是人体试验,都存在许多困难和风险,成本和花费也很高[4]。
颈内动脉狭窄时Willis环的血液动力学数值模拟陈珍;袁奇;朱光宇;刘伟阳;杨健【期刊名称】《西安交通大学学报》【年(卷),期】2009(043)010【摘要】为检验Willis环的侧支循环能力,以及在动脉内膜切除手术(CEA)中颈内动脉(ICA)被夹闭前后环内的血液动力学变化情况,利用CT扫描数据以及计算机辅助设计软件建立了某病人的三维Willis环模型,在右侧颈内动脉(RICA)处人为地构建了一系列不同程度狭窄的模型.将血液模拟为非牛顿流体,采用ANSYS-CFX软件对Willis环内的血液稳态流动进行了三维数值模拟.计算结果表明,当狭窄率大于50%时,环内血液重新分配,前交通动脉(ACoA)侧支循环作用比后交通动脉(PCoA)更加重要.在CEA过程中,压力与脑部总血流量成正比.对于ACoA缺失的Wil-lis环,只通过提升压力并不能有效增加脑部供血,术中可以考虑进行分流.研究结果对于临床具有一定的应用价值.【总页数】5页(P119-123)【作者】陈珍;袁奇;朱光宇;刘伟阳;杨健【作者单位】西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安;西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安;西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安;西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安;西安交通大学医学院,710061,西安【正文语种】中文【中图分类】Q811.2【相关文献】1.颅内Willis环三维稳态及非稳态血液动力学计算 [J], 陈珍;袁奇;申娜;崔长琮;Yong ZHAO2.脑循环血液动力学研究:Willis环定常流力学模型 [J], 丁光宏;覃开荣;高健;王小冬3.颈内动脉狭窄或闭塞的结局与Willis环变异的CT血管成像 [J], 管松;余永强;刘斌;王万勤;吴兴旺;孟庆勇4.大脑中动脉闭塞时Willis环的代偿潜能与脑梗死的关系 [J], 单百会5.颅内Willis环二维血液动力学计算分析 [J], 申娜;袁奇;崔长琮;Yong Zhao因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
颈动脉分支的血流动力学数值模拟刘有军;乔爱科;主海文;高松【期刊名称】《计算力学学报》【年(卷),期】2004(021)004【摘要】采用有限元法数值模拟颈动脉分支的血流动力学.根据在体测量的实际尺寸来构造颈动脉分支的几何模型,以保持模型的解剖精确度;利用在体测量的颈内动脉和颈外动脉流量波形以及主颈动脉的压力波形来确定数值计算的边界条件,以保持数值计算的生理真实性.关注的重点是颈动脉窦内的局部血流形态、二次流和壁面剪应力.在心脏收缩的减速期和舒张期的某些时刻,颈动脉窦中部外侧壁面附近产生了流动分离,形成了一个低速回流区.该流动分离是瞬态的,导致了壁面剪应力的振荡,其振荡范围在-2~6 dyn/cm2之间.同时,颈动脉窦中部横截面内的二次流存在于整个心动周期,最大的二次流速度为同时刻轴向速度平均值的1/3左右.【总页数】6页(P475-480)【作者】刘有军;乔爱科;主海文;高松【作者单位】北京工业大学,生物医学工程中心,北京,100022;北京工业大学,生物医学工程中心,北京,100022;北京工业大学,生物医学工程中心,北京,100022;北京工业大学,生物医学工程中心,北京,100022【正文语种】中文【中图分类】Q66【相关文献】1.不同狭窄率的颈动脉内血流动力学数值模拟 [J], 章德发;刘莹;毕勇强;张智亮2.兔颈动脉顶端动脉瘤的血流动力学数值模拟切应力分析 [J], 胡继良;杨新健;吴中学;吴耀晨;张晓龙;刘志成;戴建华;丁光宏3.壁面弹性对分叉颈动脉个体化病例血流动力学影响的数值模拟 [J], 邱晓宁;费智敏;张珏;王炜哲;曹兆敏4.颈动脉分叉部解剖结构对颈动脉血流动力学的影响及其与颈动脉粥样硬化斑块形成的关系 [J], 谭庆晶;古联;王天保;季兴;张德敏;江志滨5.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 [J], 高卉; 程云章; 刘祥坤因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
串联型颈动脉狭窄的血流动力学模拟分析曹俊杰;姚志超;霍桂军;刘占鳌;汤尧;黄剑;周大勇;沈利明【期刊名称】《介入放射学杂志》【年(卷),期】2024(33)2【摘要】目的使用计算流体力学(computational fluid dynamic,CFD)对串联型颈动脉狭窄(tandem carotid artery stenosis,TCAS)进行模拟,比较不同手术方式术后的血流动力学改变情况。
方法选取1例颈内动脉(internal carotid artery,ICA)和颈总动脉(common carotid artery,CCA)串联型狭窄患者,使用CFD技术对建立的4个颈动脉分叉三维模型(1个真实患者模型,3个假定手术模型)进行血流动力学分析,探索TCAS的发生发展机制并指导选择合适的手术方案。
结果在串联型狭窄中,狭窄优先在CCA形成,随后导致ICA狭窄;TCAS较单个颈动脉狭窄的局部血流动力学情况更复杂,风险更高;串联型狭窄中,单个狭窄部位的治疗会影响第二个狭窄部位的血流,并可能导致再狭窄或斑块破裂。
结论在规划TCAS手术方案时,对选定TCAS患者进行CFD模拟可帮助临床医生评估术后血流改变情况,指导选择合适的手术方案。
【总页数】6页(P150-155)【作者】曹俊杰;姚志超;霍桂军;刘占鳌;汤尧;黄剑;周大勇;沈利明【作者单位】南京医科大学姑苏学院【正文语种】中文【中图分类】R743.3【相关文献】1.CTA检测脑梗死伴颈动脉狭窄患者脑血流动力学改变价值分析2.子囊型后交通动脉动脉瘤血流动力学和形态学的计算机数值模拟分析3.支架置入治疗颈动脉狭窄发生重度低血流动力学状态的危险因素分析4.眼血流动力学参数对颈动脉狭窄型缺血性脑血管疾病诊断价值研究5.TCD联合CTA及CT灌注成像在评估颈动脉狭窄或闭塞患者脑血流动力学变化中的价值分析因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
血流动力学数值模拟与动脉粥样硬化研究进展刘有军;乔爱科;黄伟;曾衍钧【期刊名称】《力学进展》【年(卷),期】2002(032)003【摘要】血流动力学因素被认为与动脉粥样硬化等病理改变密切相关.目前血流动力学数值模拟的对象,主要集中于分支动脉、弯曲动脉以及因血管内膜增生而导致的局部狭窄动脉,这些都是动脉粥样硬化多发的病灶性部位.精确的血流动力学数值模拟,必须依赖于解剖精确的血管几何模型和生理真实的血流与管壁有限变形的非线性瞬态流-固耦合.只有在"虚拟血液流动"的基础上,综合考虑血管内的壁面剪应力、粒子滞留时间和氧气的跨血管壁传输等多种因素,血流动力学的数值模拟才能真正有助于人们理解动脉粥样硬化的血流动力学机理,才有可能应用于有关动脉疾病的外科手术规划中.【总页数】9页(P435-443)【作者】刘有军;乔爱科;黄伟;曾衍钧【作者单位】北京工业大学生物力学研究室,北京,100022;北京工业大学生物力学研究室,北京,100022;北京工业大学生物力学研究室,北京,100022;北京工业大学生物力学研究室,北京,100022【正文语种】中文【中图分类】R318【相关文献】1.症状性大脑中动脉粥样硬化性狭窄的血流动力学数值模拟研究 [J], 沈雷;张永巍;吕楠;黄清海;邓本强2.颅内动脉粥样硬化性狭窄血流动力学评估和临床意义研究进展 [J], 钱嘉诚;王健;王家亮;王玉洁3.颈动脉粥样硬化斑块周围血流动力学的研究进展 [J], 陈波;邓颖;汤敬东4.颈动脉粥样硬化斑块周围血流动力学的研究进展 [J], 陈波;邓颖;汤敬东5.糖尿病动脉粥样硬化血流动力学检查的研究进展 [J], 刘瑞源因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。