本文關鍵詞：頸動脈潰瘍斑塊破裂的血流動力學機理的數(shù)值模擬研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：頸動脈斑塊局部的血流動力學狀況及斑塊的形態(tài)、成分和生物學活性均與頸動脈斑塊的破裂風險密切相關。潰瘍斑塊被認為是發(fā)生斑塊破裂進展的預兆和栓子的來源。潰瘍斑塊破裂后,其中的內容物進入血液中,就可能引發(fā)體循環(huán)內的動脈栓塞,危及人的生命。導致潰瘍斑塊進一步破裂的機理仍不清楚,破裂后血栓形成的區(qū)域也是無法被定位。血流動力學在頸動脈易損斑塊的破裂中有著重要的影響,但是從血流動力學的角度研究易損斑塊特別是潰瘍斑塊的研究卻很少。為了幫助外科醫(yī)生更好地進行手術規(guī)劃,研究和了解潰瘍斑塊的破裂機制和斑塊進一步破裂形成血栓的區(qū)域就顯得尤為重要。本課題以前期實驗研究為基礎,擬應用在體無創(chuàng)性測量的真實解剖結構、血流數(shù)據(jù)以及血管造影CT圖像,首先對獲取的帶有潰瘍斑塊的頸動脈CT圖像進行三維重建,經(jīng)過圖像分割、平滑處理等步驟重建出來了8個(6個單一潰瘍,2個連續(xù)潰瘍)三維個性化頸動脈模型;接著對每個模型進行四面體網(wǎng)格劃分,并設定邊界層;最后給出入口的速度波形和出口為0壓力的邊界條件后(在流固耦合數(shù)值模擬中還分別設定了血流和血管壁的材料屬性),進行血流動力學的數(shù)值模擬。血流動力學數(shù)值模擬的結果顯示,在潰瘍周圍的血流十分復雜,在單一潰瘍情況下,潰瘍上游和下游的壁面切應力高于潰瘍處,并且下游處的壁面切應力(11.90Pa-41.85Pa)高于上游的壁面切應力(3.29-35.41Pa);在兩個連續(xù)潰瘍的情況下,兩個連續(xù)潰瘍之間的區(qū)域壁面切應力最高(18.60-30.60Pa)。潰瘍周圍的壁面切應力梯度的數(shù)值也達到了比較高的水平,并且在單一潰瘍的情況下,同樣是潰瘍上游和下游的壁面切應力梯度大于潰瘍處,在兩個連續(xù)潰瘍的情況下,兩個連續(xù)潰瘍之間區(qū)域的壁面切應力梯度最高。本論文的研究結果獲得如下結論:1.潰瘍周圍血流的異�？赡軐е掳邏K破裂的進一步發(fā)展,血栓形成后由于血流的作用會在狹窄下游形成栓塞進而引發(fā)中風。2.單一潰瘍中潰瘍下游、兩個連續(xù)潰瘍中的兩個潰瘍之間的位置的高壁面切應力容易使?jié)儼邏K進一步發(fā)生嚴重的破裂。此外由于潰瘍上游和下游受到同向不同大小的壁面切應力,潰瘍處可能會因此產生的拉扯而發(fā)生嚴重破裂。3.潰瘍斑塊在不斷變化的壁面切應力作用下,會產生疲勞,其結果是將導致潰瘍斑塊進一步破裂。對帶有潰瘍斑塊的頸動脈進行數(shù)值模擬,并進行血流動力學分析,可以較為直觀的了解頸動脈上潰瘍斑塊附近的流場細節(jié)和應力變化情況,為臨床醫(yī)生制定個體化的最佳治療方案,及時干預頸動脈潰瘍斑塊,進而預防缺血性腦中風提供可靠的理論依據(jù)。
【關鍵詞】：血流動力學 血管狹窄 有限元 頸動脈 潰瘍斑塊
【學位授予單位】：北京工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R743.3;R318.01
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章緒論10-18
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3 本文主要研究內容14-15
• 1.3.1 課題研究內容14-15
• 1.3.2 研究目標15
• 1.4 本文結構15-18
• 第2章個性化頸動脈模型的三維重建18-26
• 2.1 病例選擇18
• 2.1.1 醫(yī)學影像獲取18
• 2.2 三維重建18-22
• 2.2.1 CT圖像預處理19-20
• 2.2.2 圖像分割20-21
• 2.2.3 三維重建21-22
• 2.2.4 表面平滑及簡化22
• 2.3 血管壁和斑塊模型的重建22-23
• 2.4 本章小結23-26
• 第3章數(shù)值模擬計算26-36
• 3.1 計算流體力學26-29
• 3.2 有限元法29-30
• 3.3 純流體和流固耦合數(shù)值模擬30-31
• 3.4 數(shù)值模擬計算31-35
• 3.4.1 有限元網(wǎng)格化分31-33
• 3.4.2 材料屬性設置33-34
• 3.4.3 數(shù)值模擬邊界條件34-35
• 3.4.4 計算求解設置35
• 3.5 本章小結35-36
• 第4章結果分析36-48
• 4.1 純流體數(shù)值模擬36-44
• 4.1.1 血流變化37-38
• 4.1.2 壁面切應力38-42
• 4.1.3 壁面切應力梯度42-44
• 4.2 流固耦合數(shù)值模擬44-46
• 4.3 本章小結46-48
• 第5章結論與展望48-50
• 5.1 結論48
• 5.2 展望48-50
• 參考文獻50-56
• 攻讀碩士學位期間所取得的科研成果56-58
• 致謝58

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王曉曦;劉宏斌;胡小忠;張曉霞;;冠狀動脈局部血流動力學參數(shù)分析及斑塊預警研究[J];解放軍醫(yī)學院學報;2013年06期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

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  本文關鍵詞：頸動脈潰瘍斑塊破裂的血流動力學機理的數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：304849