本文關(guān)鍵詞：改良BT手術(shù)不同吻合方式血流動(dòng)力學(xué)幾何多尺度數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：單心室缺陷綜合癥(Single Ventricular Heart Syndrome, SVHS)是一種致命的先天性心臟病。其臨床主要表現(xiàn)為，三尖瓣閉鎖、心室間隔缺損、肺動(dòng)脈及右心室發(fā)育不全，導(dǎo)致患兒肺循環(huán)血流量較少，血氧含量較低，體表常伴隨紫紺現(xiàn)象。 臨床上一般首先對(duì)患兒實(shí)施體肺分流術(shù)，橋接體循環(huán)與肺循環(huán)，增加肺動(dòng)脈灌注，提高血液中氧氣的含量。改良BT手術(shù)(Modified Blalock-Taussig Shunt,MBTS)是一種臨床常見的體肺分流術(shù)，其手術(shù)機(jī)理是在無名動(dòng)脈與肺動(dòng)脈間實(shí)施搭橋術(shù)。現(xiàn)階段實(shí)施改良BT手術(shù)時(shí)，外科醫(yī)生主要依據(jù)術(shù)前二維醫(yī)學(xué)圖像及臨床經(jīng)驗(yàn)實(shí)施手術(shù)，缺乏系統(tǒng)的血流動(dòng)力學(xué)術(shù)前規(guī)劃理論支持，使得手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)增加。 本研究基于血流動(dòng)力學(xué)理論及臨床數(shù)據(jù)，采用可模擬心血管循環(huán)系統(tǒng)的集中參數(shù)模型（0D）與局部截?cái)嗟模?D）手術(shù)模型多尺度耦合計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)不同維度模型數(shù)據(jù)交互、迭代計(jì)算，，完成血流動(dòng)力學(xué)幾何多尺度數(shù)值模擬仿真。針對(duì)個(gè)性化患兒不同搭橋管吻合方式的改良BT手術(shù)進(jìn)行仿真研究，分析臨床上較為關(guān)注的血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)指標(biāo)，期望為臨床手術(shù)治療提供有價(jià)值的信息參考。研究內(nèi)容包括： 1、構(gòu)建了可以反映單心室患兒血液循環(huán)系統(tǒng)的0D集中參數(shù)模型，并與臨床采集的病人信息及文獻(xiàn)的相關(guān)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證模型正確性。此基礎(chǔ)上構(gòu)建改良BT術(shù)后0D集中參數(shù)模型，并完成改良BT術(shù)多尺度模型0D部分參數(shù)校正。 2、基于臨床CT圖像三維重建單心室患兒的體肺動(dòng)脈，并以不同搭橋血管吻合口方式構(gòu)建出邊對(duì)邊（STS）、端對(duì)邊（ETS）及雙側(cè)邊對(duì)邊（BSTS）三種3D手術(shù)模型。 3、在上述研究基礎(chǔ)上構(gòu)建改良BT手術(shù)幾何多尺度0D/3D耦合模型，討論不同維度模型間的數(shù)據(jù)相互交換方法，實(shí)現(xiàn)0D/3D耦合的數(shù)值模擬研究，對(duì)三種不同吻合方式進(jìn)行幾何多尺度血流動(dòng)力學(xué)仿真，對(duì)比不同吻合口方式下血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)差異。 研究結(jié)果表明：ETS、STS、BSTS方式左右肺動(dòng)脈分流比分別為196.17%、72.27%、91.18%，因此邊對(duì)邊吻合方式左右肺動(dòng)脈流量分布更均勻。搭橋血管吻合口均采用邊對(duì)邊的BSTS模型中在橋血管內(nèi)產(chǎn)生旋動(dòng)流現(xiàn)象，這種現(xiàn)象會(huì)使搭橋壁面切應(yīng)力增加5Pa，會(huì)產(chǎn)生更優(yōu)的血流動(dòng)力學(xué)環(huán)境。STS吻合模型的OSI值最小，為0.031，因此可以認(rèn)為采用改良BT手術(shù)邊對(duì)邊（STS）吻合方式進(jìn)行搭橋可能會(huì)降低動(dòng)脈粥樣硬化的幾率。 采用血流動(dòng)力學(xué)幾何多尺度耦合方法對(duì)改良BT手術(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬，不僅可以針對(duì)患兒整個(gè)血液循環(huán)系統(tǒng)的血流動(dòng)力學(xué)特征進(jìn)行仿真，而且可以提取局部搭橋血管的血流動(dòng)力學(xué)流場細(xì)節(jié)，其計(jì)算結(jié)果更趨于生理真實(shí)，滿足今后病人個(gè)性化多尺度血流動(dòng)力學(xué)規(guī)劃的需要。
【關(guān)鍵詞】：改良BT手術(shù) 血流動(dòng)力學(xué) 集中參數(shù)模型 幾何多尺度模型
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R726.5;R318.01
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 研究背景及意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容15-17
• 1.3.1 課題研究內(nèi)容16-17
• 1.3.2 研究目標(biāo)17
• 1.3.3 解決關(guān)鍵性問題17
• 1.4 本文結(jié)構(gòu)17-20
• 第2章 改良 BT 手術(shù)模型的三維重建20-30
• 2.1 基于醫(yī)學(xué)圖像的三維重建20-21
• 2.2 基于單心室病人 CT 圖像的三維重建21-26
• 2.2.1 斷層圖像數(shù)據(jù)讀取21-22
• 2.2.2 圖像預(yù)處理22-23
• 2.2.3 圖像分割23-24
• 2.2.4 三維重建24-25
• 2.2.5 表面平滑及簡化25-26
• 2.3 虛擬手術(shù)操作26-28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 第3章 術(shù)前術(shù)后單心室病人集中參數(shù)模型建立與求解30-52
• 3.1 血液循環(huán)系統(tǒng)建模30-32
• 3.2 集中參數(shù)血管建模32-35
• 3.2.1 集中參數(shù)反映血管順應(yīng)性32-34
• 3.2.2 集中參數(shù)反映血管流動(dòng)慣量34
• 3.2.3 血液粘性阻力的集中參數(shù)34-35
• 3.3 單心室集中參數(shù)建模35-37
• 3.4 血液循環(huán)等效網(wǎng)絡(luò)37-40
• 3.5 單心室患兒集中參數(shù)模型研究40-49
• 3.5.1 單心室病人集中參數(shù)模型建模40-42
• 3.5.2 單心室缺陷綜合癥患兒集中參數(shù)模型求解42-46
• 3.5.3 單心室缺陷綜合癥患兒集中參數(shù)模型模擬結(jié)果46-49
• 3.6 改良 BT 手術(shù)集中參數(shù)模型研究49-51
• 3.6.1 改良 BT 手術(shù)集中參數(shù)模型建模49
• 3.6.2 改良 BT 手術(shù)集中參數(shù)模型求解49-50
• 3.6.3 改良 BT 術(shù)后集中參數(shù)模型模擬結(jié)果50-51
• 3.7 本章小結(jié)51-52
• 第4章 改良 BT 手術(shù)的血流動(dòng)力學(xué)幾何多尺度數(shù)值模擬52-68
• 4.1 幾何多尺度 0D/3D 耦合改良 BT 手術(shù)數(shù)值模擬研究52-53
• 4.2 幾何多尺度模型53-56
• 4.3 多尺度模型耦合算法56-57
• 4.4 血流動(dòng)力學(xué)常用計(jì)算指標(biāo)57-59
• 4.5 計(jì)算結(jié)果及討論59-67
• 4.5.1 三維手術(shù)模型邊界條件59-60
• 4.5.2 集中參數(shù)模型的限制變量60-61
• 4.5.3 流線圖61-63
• 4.5.4 壁面切應(yīng)力云圖63-66
• 4.5.5 討論66-67
• 4.6 本章小結(jié)67-68
• 第5章 展望68-70
• 5.1 流固耦合的幾何多尺度研究68
• 5.2 離體實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證68-69
• 5.3 非牛頓流體的血液流體建模69-70
• 結(jié)論70-72
• 參考文獻(xiàn)72-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間所取得的科研成果78-80
• 致謝80

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 柳兆榮;;彈性腔理論及其在心血管參數(shù)檢測中的應(yīng)用[J];上海醫(yī)學(xué);1980年07期

2 何烽,柳兆榮;心血管參數(shù)對(duì)動(dòng)脈中壓力和流量的影響[J];醫(yī)用生物力學(xué);1997年01期

3 郭林林;楊琦;徐卓明;;先天性心臟病體肺分流術(shù)的療效評(píng)估[J];中華臨床醫(yī)師雜志(電子版);2012年04期

4 李惜惜;柳兆榮;陳德奎;陸華;沈家麒;;非線性彈性腔理論與心血管參數(shù)的無創(chuàng)傷檢測[J];醫(yī)療器械;1981年03期

5 趙夕;劉有軍;白帆;任曉辰;丁金立;王楓;;雙向雙側(cè)格林手術(shù)的數(shù)值研究[J];醫(yī)用生物力學(xué);2012年05期

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本文編號(hào)：300787