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轴流式左心辅助泵的出口管道流场PIV实验研究
研究轴流式左心辅助泵的出口管道内血流流场的分布情况,根据流动特性与血栓形成的关系,分析轴流血泵管道内的血栓形成风险.用二维粒子成像测速(PIV)系统测试轴流式左心辅助泵的出口管道中心截面内血液沿管道的流动情况,用三维粒子成像测速系统测试整个管道内的血液流动情况,实验过程中辅助泵的转速为(10000±20) r/min,流量为8.05 L/min,通过分析出口管道内的血液流场结果,预测左心辅助泵管道内的血栓形成可能.结果表明,辅助泵的出口附近血液存在螺旋流动和明显的垂直于管壁的流动,但在流动中逐渐降低,整个管道内不存在回流、涡流和低速流动区域,管道内血液沿管道的流动速度在管壁边界层外由0 m/s迅速增大到极大值1.0 m/s以上.沿管道方向,管道内的血液流速分布范围由0.7 ～2.2 m/s降低至1.0 ～1.5 m/s.泵的出口附近紊流度为0.31,距离泵的出口较远处的紊流度降低至0.15,血液流动趋于平稳.由于管道内的流动平稳且不存在回流、涡流和低速流动区域,因此不易形成血栓.出口管道有助于消除轴流式左心辅助泵流出血液的螺旋流动和紊流,使血流平稳,减少对人主动脉的损伤.
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FW-2心室辅助泵管道内流场的CFD分析和PIV实验研究
目的：分别采用计算流体力学（CFD）和粒子成像测速（PIV）方法分析、测试FW-2心室辅助泵出、入口管道内的血液流动情况，评价FW-2配套管道的血液相容性性能。
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颈内动脉虹吸部血流的数值计算和模型实验
目的 研究不同几何构型颈内动脉中的血流动力学因素,分析其构型和动脉狭窄的关系,为颈内动脉狭窄的风险预测和早期诊断提供一定的血流动力学基础.方法 对两种常见形状的颈内动脉——U形和V形在定常流条件下的流场分别进行数值模拟和粒子成像测速的实验研究.结果 在其中较上游的弯曲处,血流动力学因素与弯曲曲率存在单调的相关关系,V形在此处的狭窄风险小于U形.但是在下游的弯曲处,由于两个弯曲的叠加效应,其血流动力学因素与此处的曲率不存在单调的相关关系.结论 弯曲动脉的曲率和动脉狭窄的风险成正相关关系.但是在连续多个弯曲的动脉中,则需考虑弯曲的叠加效应.对此叠加效应的研究有助于解释多弯血管内狭窄多发的原因.
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颈动脉分叉管模型流场分布的PIV测量
为了解改进的TF-AHCB颈动脉血管分叉模型内的血流动力学特点,采用PIV技术测量循环系统装置中颈动脉血管分叉模型的瞬时速度分布情况.通过调节循环系统装置中水箱的高度,变换压力差来调节流速.循环液采用黏度与人体血液相似35%的甘油水溶液.利用PIV测量4个工况下的瞬时速度并根据瞬时速度值计算切应力.结果表明,在颈动脉血管分叉模型内ICA的外侧壁存在明显的流动分离和逆时针方向的涡流,涡流的范围和距离随着流速的改变而改变.流速越大,涡流的范围越小,距离分叉的距离越近.ICA外侧壁的切应力明显要小,当流速小于0.839 m/s时,存在一个明显的低切应力核心区域.此低切应力核心区域正是临床上观察到的动脉粥样硬化好发的区域.结果提示,颈内动脉在分叉后ICA部分的外侧壁存在明显的流动分离和涡流以及低切应力区域,这可能和此部位动脉粥样硬化的发生有关.
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体外人颈动脉血管分叉模型的建立
目的 建立一个更加贴近实际情况的具有广泛适用性的体外颈动脉血管分叉模型.方法 利用超声多普勒技术在体测量颈动脉各部分的直径,借鉴音叉样颈动脉血管分叉模型的几何构造,对其从几何尺寸进行改良建立体外模型并利用粒子成像测速技术对模型内流场进行定量检测.结果 结果显示模型内流场特点和分布与体内具有很好的相似性.结论 我们建立的体外颈动脉血管分叉模型贴近实际,具有很好的代表性和实用性,可以为后续研究提供可靠的实验平台.
