本文關(guān)鍵詞：髂外動(dòng)脈狹窄數(shù)字模型建立及計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析

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【摘要】：目的:隨著人們對健康越來越關(guān)注,以前不太受人們關(guān)注的下肢缺血疾病的發(fā)現(xiàn)和診斷比例迅速地增長,成為影響大眾健康的常見病之一,同時(shí)調(diào)查發(fā)現(xiàn),下肢缺血患者年齡也呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢,因此研究這類疾病的發(fā)生、發(fā)展特點(diǎn)對臨床治療有重要幫助。本研究的主要目的是基于目前較先進(jìn)的256排多層螺旋CT(MSCT)基礎(chǔ)上建立非常接近真實(shí)狀態(tài)的髂外動(dòng)脈狹窄模型并更好的利用新的流體力學(xué)軟件和模型分析出更真實(shí)的、傳統(tǒng)機(jī)器設(shè)備無法檢測的狹窄血管內(nèi)血液的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn),將計(jì)算機(jī)流體力學(xué)與生物醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)更好的結(jié)合,對髂外動(dòng)脈硬化斑塊形成的血流動(dòng)力學(xué)機(jī)制進(jìn)行探索。方法:本實(shí)驗(yàn)選取2015年行髂外動(dòng)脈CTA掃描的患者4例,采用CT掃描所得真實(shí)的髂外動(dòng)脈狹窄相關(guān)數(shù)據(jù),將所得數(shù)據(jù)(DICOM格式)存儲(chǔ)到可讀寫光盤,數(shù)據(jù)掃描完成后在PACS系統(tǒng)中分別測量不同部位髂外動(dòng)脈狹窄前、狹窄處、狹窄后管腔情況。應(yīng)用三維重建技術(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)圖像處理,將在PACS影像工作站中導(dǎo)出的DICOM文件導(dǎo)入MIMICS 14.0軟件對髂外動(dòng)脈狹窄血管進(jìn)行建模,建立真實(shí)的動(dòng)脈狹窄血管模型。三維重建技術(shù)與CFD技術(shù)結(jié)合,模擬出的動(dòng)脈三維模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入逆向工程軟件Geomagic 12.0進(jìn)行優(yōu)化處理,生成fedb文件。然后把模型文件導(dǎo)入計(jì)算軟件,利用Workbench 16.1軟件建立了流固耦合程序,分別首先將管壁和血液進(jìn)行網(wǎng)格區(qū)分和設(shè)置,并進(jìn)行了耦合計(jì)算和分析,則得到血管模型血流動(dòng)力學(xué)參數(shù),如管壁壓力、管壁剪切力、流速、米塞斯應(yīng)力、血管位移等參數(shù)。結(jié)果:1獲得髂外動(dòng)脈三維有限元分析模型的血管壁,設(shè)置為彈性血管,因此與動(dòng)脈相比,模型不僅保證了數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性,而且可以進(jìn)行各種流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)。2獲得了髂外動(dòng)脈狹窄位置的前部和后部的視覺圖像,并進(jìn)行了流-固耦合計(jì)算,同時(shí)也取得一系列可視化的計(jì)算流體數(shù)據(jù)。3在血管狹窄處,不僅血流的流速增加了,并且引起壁面剪應(yīng)力的顯著改變,這大概是動(dòng)脈粥樣硬化構(gòu)成的局部原因。髂外動(dòng)脈狹窄后較狹窄前血液流速加快、壓力梯度增加,變化的剪切應(yīng)力梯度增加,都可能導(dǎo)致斑塊變大,斑塊脫落、斑塊內(nèi)部出血的風(fēng)險(xiǎn)。4剪切力在左髂外動(dòng)脈最狹窄處為最大,其次為腹主動(dòng)脈分叉處,而正常的腹主動(dòng)脈管壁相對較小,說明剪切力在狹窄和血管分支部位的血流動(dòng)力學(xué)變化中占有重要的地位。結(jié)論:1采用本試驗(yàn)研究方法,利用特別接近真實(shí)的髂外動(dòng)脈狹窄部位前和狹窄部位后的測量數(shù)據(jù),建立數(shù)字模型,具有數(shù)據(jù)采集方便、完全個(gè)體化、顯示圖形直觀、并可多次重復(fù)模擬試驗(yàn)等優(yōu)點(diǎn)。2建立了髂外動(dòng)脈狹窄的有限元模型。3利用本試驗(yàn)研究所得到的不同部位動(dòng)脈,髂外動(dòng)脈最狹窄處,狹窄部位前和狹窄部位后的血管和血流各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo),與現(xiàn)有理論相一致,驗(yàn)證該方法建模的可靠、可行性,說明可幾近真實(shí)的模擬髂外動(dòng)脈內(nèi)血流的生物力學(xué),對臨床病情可較好的進(jìn)行預(yù)測,為臨床進(jìn)一步治療方案的制定進(jìn)行指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：髂外動(dòng)脈 動(dòng)脈粥樣硬化 血流動(dòng)力學(xué) 三維數(shù)字模型 流-固耦合
【學(xué)位授予單位】：河北醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R816.2;R543.5
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• 英文摘要6-9
• 英文縮寫9-10
• 前言10-12
• 材料與方法12-15
• 結(jié)果15-17
• 附圖17-30
• 討論30-38
• 結(jié)論38-39
• 參考文獻(xiàn)39-43
• 綜述 動(dòng)脈血液流體力學(xué)分析方法及研究進(jìn)展43-59
• 參考文獻(xiàn)53-59
• 致謝59-60
• 個(gè)人簡歷60-61

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