本文關鍵詞：改良BT手術不同吻合方式血流動力學幾何多尺度數(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、肺動脈及右心室發(fā)育不全，導致患兒肺循環(huán)血流量較少，血氧含量較低，體表常伴隨紫紺現(xiàn)象。 臨床上一般首先對患兒實施體肺分流術，橋接體循環(huán)與肺循環(huán)，增加肺動脈灌注，提高血液中氧氣的含量。改良BT手術(Modified Blalock-Taussig Shunt,MBTS)是一種臨床常見的體肺分流術，其手術機理是在無名動脈與肺動脈間實施搭橋術�，F(xiàn)階段實施改良BT手術時，外科醫(yī)生主要依據(jù)術前二維醫(yī)學圖像及臨床經驗實施手術，缺乏系統(tǒng)的血流動力學術前規(guī)劃理論支持，使得手術風險增加。 本研究基于血流動力學理論及臨床數(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）與局部截斷的（3D）手術模型多尺度耦合計算方法，實現(xiàn)不同維度模型數(shù)據(jù)交互、迭代計算，，完成血流動力學幾何多尺度數(shù)值模擬仿真。針對個性化患兒不同搭橋管吻合方式的改良BT手術進行仿真研究，分析臨床上較為關注的血流動力學參數(shù)指標，期望為臨床手術治療提供有價值的信息參考。研究內容包括： 1、構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的相關結果進行對比，驗證模型正確性。此基礎上構建改良BT術后0D集中參數(shù)模型，并完成改良BT術多尺度模型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脈，并以不同搭橋血管吻合口方式構建出邊對邊（STS）、端對邊（ETS）及雙側邊對邊（BSTS）三種3D手術模型。 3、在上述研究基礎上構建改良BT手術幾何多尺度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，實現(xiàn)0D/3D耦合的數(shù)值模擬研究，對三種不同吻合方式進行幾何多尺度血流動力學仿真，對比不同吻合口方式下血流動力學參數(shù)差異。 研究結果表明：ETS、STS、BSTS方式左右肺動脈分流比分別為196.17%、72.27%、91.18%，因此邊對邊吻合方式左右肺動脈流量分布更均勻。搭橋血管吻合口均采用邊對邊的BSTS模型中在橋血管內產生旋動流現(xiàn)象，這種現(xiàn)象會使搭橋壁面切應力增加5Pa，會產生更優(yōu)的血流動力學環(huán)境。STS吻合模型的OSI值最小，為0.031，因此可以認為采用改良BT手術邊對邊（STS）吻合方式進行搭橋可能會降低動脈粥樣硬化的幾率。 采用血流動力學幾何多尺度耦合方法對改良BT手術進行數(shù)值模擬，不僅可以針對患兒整個血液循環(huán)系統(tǒng)的血流動力學特征進行仿真，而且可以提取局部搭橋血管的血流動力學流場細節(jié)，其計算結果更趨于生理真實，滿足今后病人個性化多尺度血流動力學規(guī)劃的需要。
【關鍵詞】：改良BT手術 血流動力學 集中參數(shù)模型 幾何多尺度模型
【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】：2014
【分類號】：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 國內外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 本文主要研究內容15-17
• 1.3.1 課題研究內容16-17
• 1.3.2 研究目標17
• 1.3.3 解決關鍵性問題17
• 1.4 本文結構17-20
• 第2章 改良 BT 手術模型的三維重建20-30
• 2.1 基于醫(yī)學圖像的三維重建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 虛擬手術操作26-28
• 2.4 本章小結28-30
• 第3章 術前術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)反映血管順應性32-34
• 3.2.2 集中參數(shù)反映血管流動慣量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)等效網絡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)模型模擬結果46-49
• 3.6 改良 BT 手術集中參數(shù)模型研究49-51
• 3.6.1 改良 BT 手術集中參數(shù)模型建模49
• 3.6.2 改良 BT 手術集中參數(shù)模型求解49-50
• 3.6.3 改良 BT 術后集中參數(shù)模型模擬結果50-51
• 3.7 本章小結51-52
• 第4章 改良 BT 手術的血流動力學幾何多尺度數(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 血流動力學常用計算指標57-59
• 4.5 計算結果及討論59-67
• 4.5.1 三維手術模型邊界條件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 壁面切應力云圖63-66
• 4.5.5 討論66-67
• 4.6 本章小結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 離體實驗驗證68-69
• 5.3 非牛頓流體的血液流體建模69-70
• 結論70-72
• 參考文獻72-78
• 攻讀碩士學位期間所取得的科研成果78-80
• 致謝80

【參考文獻】

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)檢測中的應用[J];上海醫(yī)學;1980年07期

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

3 郭林林;楊琦;徐卓明;;先天性心臟病體肺分流術的療效評估[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;;雙向雙側格林手術的數(shù)值研究[J];醫(yī)用生物力學;2012年05期

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

本文編號：300787