針對不同血壓條件下,人體胸腹腔主動脈內血流對主動脈壁產生的作用力而易造成主動脈夾層的問題,采用基于CT圖像序列重建主動脈三維模型,利用流體動力學分析方法,模擬主動脈內血流環(huán)境,通過研究血壓變化引起主動脈壁所受的壓力、剪切力的變化以及由此引發(fā)的血流渦流對血管壁的影響,實現(xiàn)對人體主動脈三維模型進行有限元分析。仿真結果顯示,在高血壓條件下的血流對主動脈壁施加更大的壓力,易于造成血流渦流,增加了主動脈內膜破裂產生夾層的概率。研究結果使得對主動脈夾層的發(fā)病機制有了更深入的認識,對幫助預防主動脈夾層病發(fā)以及降低主動脈夾層死亡率具有重要意義。 

【文章來源】：計算機仿真. 2019,36(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

基于計算機仿真的主動脈CFD原理圖

同血壓作用下，主動脈內的血流流線圖、速度、血流對血管壁產生的壓力和壁面剪切力結果。圖2為血壓變化下的主動脈模型的模擬血流流線圖，從圖中可知，不同模擬血壓下主動脈模型內的血流流線和速度變化情況;升主動脈區(qū)域出現(xiàn)明顯渦流，但是流速相比較其它區(qū)域較為緩慢;主動脈弓處也有小段渦流，但渦流較為平緩，血流流速比升主動脈處略微升高;降主動脈處未發(fā)現(xiàn)明顯渦流，且血流速度對比其它地方較快。渦流產生處，血液多次沖擊主動脈壁固定位置，該位置處更容易發(fā)生血管內膜破裂，造成主動脈夾層。圖2血壓變化下的主動脈模型的模擬血流流線圖選取主動脈上特征較為明顯的地區(qū)做切片壓力分析，壓力范圍為0～39000Pa，共選取十個容易產生破口的位置(S1－S10)進行顯示，如圖3所示，分別顯示了在不同血壓作用下S1－S10的壓力分布情況。從圖3可以發(fā)現(xiàn)當血壓升高時S1、S2切片處所受壓力顯著連續(xù)增長，S3、S4、S5切片處左半邊略有增長;S6－S10處未能從圖中發(fā)現(xiàn)明顯變化。因此可以得出隨著血壓的升高，升主動脈處和主動脈弓處的所受到壓力在不斷增長，且增長速度高于其它位置;降主動脈處所受壓力并未見明顯增長，壓力值低于升主動脈和主動脈弓處。圖3血壓變化下的主動脈模型壁面壓力示意圖最后選取了主動脈上易于發(fā)生撕裂產生破口的十個點(P1－P10)進行壓力和壁面剪切力的數(shù)值測量，將結果繪制成折線圖，以便于更加直觀分析血壓升高對主動脈的壓力及壁面剪切力影響。圖4為正常血壓下的主動脈所受到的壁面剪切力示意圖，圖中標記了P1－P10的位置，發(fā)現(xiàn)升主動脈和主動脈弓處的壁面剪切力明顯高于其它部位，且升主動脈處較大面積的壁面剪切力都明顯高于其它位置，對比

?饗緣牡厙?鑾釁?沽Ψ治觶??力范圍為0～39000Pa，共選取十個容易產生破口的位置(S1－S10)進行顯示，如圖3所示，分別顯示了在不同血壓作用下S1－S10的壓力分布情況。從圖3可以發(fā)現(xiàn)當血壓升高時S1、S2切片處所受壓力顯著連續(xù)增長，S3、S4、S5切片處左半邊略有增長;S6－S10處未能從圖中發(fā)現(xiàn)明顯變化。因此可以得出隨著血壓的升高，升主動脈處和主動脈弓處的所受到壓力在不斷增長，且增長速度高于其它位置;降主動脈處所受壓力并未見明顯增長，壓力值低于升主動脈和主動脈弓處。圖3血壓變化下的主動脈模型壁面壓力示意圖最后選取了主動脈上易于發(fā)生撕裂產生破口的十個點(P1－P10)進行壓力和壁面剪切力的數(shù)值測量，將結果繪制成折線圖，以便于更加直觀分析血壓升高對主動脈的壓力及壁面剪切力影響。圖4為正常血壓下的主動脈所受到的壁面剪切力示意圖，圖中標記了P1－P10的位置，發(fā)現(xiàn)升主動脈和主動脈弓處的壁面剪切力明顯高于其它部位，且升主動脈處較大面積的壁面剪切力都明顯高于其它位置，對比該患者的主動脈夾層發(fā)生位置，可以得出高剪切力的位置易于發(fā)生主動脈夾層和破裂。圖4主動脈模型壁面剪切力示意圖圖5為不同血壓下壁面剪切力折線圖，結合圖4中P1－P10的位置圖，可知P2、P6位置的壁面剪切力隨著血壓升高而增加，血壓從13300Pa升高至23640Pa，P2處的增長率為5．87%，P6處的增長率為11．51%。P3、P5、P10位置的壁面剪切力處于較為平緩狀態(tài)，未見明顯上升或下降;P1、P4位置壁面剪切力有緩慢上升，P1的增長率為2．06%，P4的增長—832—


本文編號：3413080