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两种常见形态颅内动脉瘤的血流动力学研究
目的 对颅内动脉瘤进行三维数值模拟并分类.分析其血流动力学特性.方法 联合应用Matlab、Ansys、Fluent等软件及自写程序对39例颅内动脉瘤进行数值模拟.结果 两类动脉瘤模型流人道的血流速度、动压及壁面切应力高,流出道次之,瘤顶部低;且A类(长宽比>1.8)动脉瘤破裂率明显高于B类(长宽比≤1.8).A类动脉瘤流人道侧壁和瘤顶部壁而切应力比值(WSS'sratio)明显大于B类动脉瘤;且与其长宽比成正相关.结论 颅内动脉瘤顶部的血流速度、动压及壁面切应力均低,是其破裂的主要原因和部位.流人道和瘤顶部壁面切应力比值及动脉瘤的长宽比反映动脉瘤的破裂风险,其比值越大,破裂风险越高.
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三维数值模拟颅内分叉部动脉瘤及血流动力学分析
背景:已知血流动力学因素在动脉瘤的发生、发展和破裂中起蘑要作用.目的:以三维计算机数值模拟观察颅内分叉部动脉瘤的血流动力学特性.设计、时间及地点:三维数值模拟试验,于2008-07 在北京神经外科研究所血管内治疗实验室进行.对象选择2008-04107首都医科大学附属北京天坛医院神经介入科住院患者2例.病例1,女,37岁,血管造影示左侧前交通动脉瘤(共面的分叉部动脉瘤),右侧大脑前动脉A1段不显影.病例2,女,61岁,血管造影示基底动脉顶端动脉瘤(不共面的分叉部动脉瘤).方法:利用临床三维血管造影图像建立动脉瘤数值模型,并在GE公司的专用工作站进行三维重建.调整重建后的血管图像,并对其进行重新切片.然后运行Matlab 7.0软件及自写程序,逐渐生成动脉瘤的STL文件.导入网格生成软件,生成动脉增的三维网格.定义边界条件及提取血压波后,应用Fluent软件进行动脉瘤数值模拟.主要观察指标:动脉瘤流入道、流出道、瘤顶部的血流速度、动压及壁向切应力.结果:两个分义部动脉瘤流入道的血流速度、动压及壁面切应力均高,瘤顶部低,与流出道相比较差异有显著性意义(P<0.05);但共面的分叉部动脉瘤瘤顶部的动压较高,平均动压为(62.385 3±35.076 5)Pa;不共面的分义部动脉瘤瘤顶部壁面切应力较低,平均壁面切应力为(0.220 7±0.071 6)Pa.结论:瘤内动压在共面的分叉部动脉瘤破裂因素中起主要作用,而壁面切应力小足是不共面分义部动脉瘤破裂的主要原因.
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手术前后三维动脉瘤模型的血液动力学模拟对比
本研究目的 在于从临床患者的医学影像出发,在手术前后分别对三维动脉瘤模型进行了定常模拟,观察动脉瘤模型内的流场形态以及各血液动力学参数的变化并进行讨论.由于三维的数值模拟比二维的跟接近实际,而且更加直观形象,所以研究结果对于分析动脉瘤的破裂机理具有重要的临床应用价值.
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实体肿瘤内微循环及药物传递的三维数值模拟
目的 研究实体肿瘤内微环境流动特征及大分子药物在肿瘤组织内的输运过程.方法 建立模拟肿瘤血液动力学及药物输运的三维模型.模拟肿瘤内的微循环以及两种大分子药物在肿瘤内的浓度分布.结果 模拟结果很好地反映了肿瘤内异常的血液动力学特性,以及由此造成的药物输运屏障、浓度分布不均匀性等特征.研究还表明,分子量较小的药物更易在肿瘤组织内传递,也更易随着组织液流动向肿瘤外排出;分子量较大的药物较易在肿瘤内部积聚,从而能在较长时间内保持一定的有效药物浓度.结论 本模型计算结果与生理实际相符,为研究肿瘤微环境,药物输运,以及制定药物治疗策略提供了可信的模型及数值研究手段.
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基于个体CT影像的胸主动脉—血管内支架数值仿真初探
目的:通过对胸主动脉和血管内支架的数值仿真,进行主动脉与支架相互作用的有限元分析,企盼阐明支架径向支撑力、弹性回直力及支架源性损伤的作用机制.方法:采用临床患者薄层CT血管造影(CT angiography,CTA)的图像资料,运用MIMICS软件进行主动脉三雏数值模型的构建,使用ABAQUS软件对主动脉及支架模型进行有限元建模.对模拟支架在人体内置入及释放的过程通过有限元方法进行分析和运算,获得相关力学数据及其分布.结果:在胸降主动脉近段,由近端向远端截取3个横截面,观察各自周长和截面积的变化.结果显示,原先的周长分别为72.406 mm、69.571 mm和65.381 mm.支架置入后分别增加至77.468 mm、75.931 mm和71.013 mm,分别增长为6.99％、9.14％和8.61％；原先的截面积分别为410.690 mm2、379.788 mm2和337.648 mm2,支架置入后分别增加至469.697 mm2、453.749 mm2和399.111 mm2,增长率分别为14.37％、19.47％和18.20％.在血管支架的两端附近应力相对较大且分布不均,大的应力靠近支架近端.结论:基于CT影像的主动脉和血管内支架的数值仿真切实可行,初步结果判断与临床表现吻合,有望为血管和支架相互作用的相关研究提供依据.
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基于影像数据的颅内动脉瘤血流动力学的三维数值模拟的研究进展
1 颅内动脉瘤血流动力学的研究背景颅内动脉瘤的发生、发展和破裂与很多因素有关.近年来研究认为,血流动力学在动脉瘤的病理形成和疚内血栓生成方面起重要作用,虽然在基础实验和临床上都进行了相关的研究,尤其是体外实验已经进行了详细的血流动力学各项参数的模拟,但是这些研究多是基于理想化的动脉疚模型或者实验动物动脉疚模型,对于具体的临床病人价值不高,因此针对临床病人颅内动脉疚进行的血流动力学个体化研究更有意义.
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颅内动脉瘤的三维数值模拟分析
目的 应用计算流体力学软件结合有限元法对颅内动脉瘤进行三维数值模拟,分析动脉瘤的血液动力学特性.方法 利用临床三维血管造影图像建立动脉瘤数值模型,用Matlab 7.0软件及Ansys软件提取动脉瘤的立体轮廓并进行三维网格划分,然后应用Fluent6.02软件进行动脉瘤数值模拟及血流动力学分析.结果 本例研究对象显示动脉瘤流人道的血流速度、动压及壁面切应力高.流出道次之,顶部低.结论 ①根据病人的解剖结构所构建的动脉瘤模型的三维数值模拟,把压力人口及脉搏波动应用其中,对血流动力学数据分析更先进、更接近临床实际.②动脉瘤顶部的血流流速、瘤内压力、壁面切应力均低,这种特殊的结构导致了动脉瘤顶部可能成为动脉瘤破裂的部位.③动脉瘤三维数值模拟能够很好地反应动脉瘤的血液动力学特性,是一种极好的动脉瘤实验及临床研究方法.
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三维地电模型数值模拟中视电阻率真假异常特征分析
本文概要介绍了三维数值模拟中双网格系统的剖分方法,并通过几种典型模型的有限单元法三维数值模拟计算(网格单元电导率分块均匀、电位三线性变化),充分揭示了对称四极电阻率测深法三维地电模型视电阻率真假异常的分布规律,分析了产生真假异常的原因,并研究了真异常的形态与引起真异常的地质体位置的关系.
