本文關(guān)鍵詞：基于CFD的頸動(dòng)脈粥樣硬化血流動(dòng)力學(xué)研究及影響因素分析

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【摘要】：心血管疾病是威脅人類健康與生命的頭號(hào)殺手,而動(dòng)脈粥樣硬化是諸多心血管疾病的重要共同病因之一。頸動(dòng)脈分叉是人體中動(dòng)脈粥樣硬化的易發(fā)部位,旦發(fā)生病變,輕則導(dǎo)致腦缺血而出現(xiàn)各種神經(jīng)系統(tǒng)受損的癥狀,重則導(dǎo)致中風(fēng)甚至腦梗死。相關(guān)研究已經(jīng)證實(shí),低壁面切應(yīng)力、振蕩的壁面切應(yīng)力、長(zhǎng)粒子滯留時(shí)間等血流動(dòng)力學(xué)因素,與動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生密切相關(guān)。因此,準(zhǔn)確獲取個(gè)體頸動(dòng)脈的上述血流動(dòng)力學(xué)參數(shù),對(duì)于頸動(dòng)脈粥樣硬化損傷的預(yù)測(cè)具有重要意義。本文運(yùn)用醫(yī)學(xué)影像三維重建技術(shù)構(gòu)建了解剖上真實(shí)和精確的人體正常頸動(dòng)脈分叉三維實(shí)體幾何模型,基于流體力學(xué)相關(guān)理論,采用CFD軟件對(duì)頸動(dòng)脈分叉血管中的生理真實(shí)脈動(dòng)血流進(jìn)行了瞬態(tài)數(shù)值模擬,結(jié)合動(dòng)脈粥樣硬化力學(xué)生物學(xué)發(fā)病機(jī)制的相關(guān)理論具體分析發(fā)現(xiàn)：頸動(dòng)脈竇起始段外側(cè)壁和頸外動(dòng)脈起始段外側(cè)壁各有一塊較大的區(qū)域在整個(gè)脈動(dòng)周期的時(shí)間平均壁面切應(yīng)力很低,TAWSS值在0.4Pa以下,且切應(yīng)力在脈動(dòng)周期內(nèi)振蕩劇烈,OSI最大值達(dá)0.458,另外,這兩處在心縮期下降階段和心舒期因產(chǎn)生流動(dòng)分離而形成了較大范圍的低速流動(dòng)區(qū),同時(shí)還伴隨著二次流,血細(xì)胞、血小板以及脂質(zhì)顆粒等物質(zhì)容易在這兩處長(zhǎng)時(shí)間滯留甚至附壁沉積,形成粥樣硬化斑塊的可能性較大。模擬了不同粘度的血液在頸動(dòng)脈分叉血管中的生理脈動(dòng)流,分析研究了血液粘度改變對(duì)頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成的影響,研究發(fā)現(xiàn)：在正常生理指標(biāo)范圍內(nèi),隨著血液粘度的增大,整個(gè)頸動(dòng)脈分叉血管壁面所受切應(yīng)力水平有一定程度的升高,局部所受的剪切力振蕩更加劇烈且作用部位更加集中,流場(chǎng)中的二次流有一定程度的減弱,而分離區(qū)范圍大小幾乎不受影響,綜合考慮認(rèn)為血液粘度的增大會(huì)在一定程度上提高頸動(dòng)脈形成粥樣斑塊的風(fēng)險(xiǎn)。模擬了不同流量情況下頸動(dòng)脈分叉血管中的生理脈動(dòng)血流,分析研究了血流量改變對(duì)頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成的影響,研究發(fā)現(xiàn)：隨著血流量的增大,頸動(dòng)脈分叉血管的低壁面切應(yīng)力區(qū)域的范圍大幅減小,最低切應(yīng)力的值明顯提高；受振蕩的壁面切應(yīng)力作用的區(qū)域范圍逐漸減小,且頸動(dòng)脈竇起始段外側(cè)壁和頸外動(dòng)脈起始段外側(cè)壁的局部高OSI值區(qū)振蕩程度減弱、作用部位分散；流場(chǎng)中流動(dòng)分離區(qū)范圍和二次流的強(qiáng)度有一定程度的增大,綜合考慮認(rèn)為血流量增大會(huì)降低頸動(dòng)脈形成粥樣斑塊的風(fēng)險(xiǎn)。
【關(guān)鍵詞】：頸動(dòng)脈 動(dòng)脈粥樣硬化 時(shí)間平均壁面切應(yīng)力(TAWSS) 剪切振蕩因子(OSI) 流動(dòng)分離
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R543.4
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 選題背景及研究意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究進(jìn)展13-19
• 1.2.1 血流動(dòng)力學(xué)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.2 動(dòng)脈粥樣硬化研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容19-22
• 第二章 基本理論及建模方法22-32
• 2.1 頸動(dòng)脈分叉幾何模型22-27
• 2.1.1 頸動(dòng)脈分叉簡(jiǎn)化模型22-23
• 2.1.2 頸動(dòng)脈分叉實(shí)體模型23-27
• 2.2 頸動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)27-30
• 2.2.1 血液的組成及其流變特性27-28
• 2.2.2 血管壁結(jié)構(gòu)及其力學(xué)性質(zhì)28-29
• 2.2.3 流的脈動(dòng)性29-30
• 2.3 本章小結(jié)30-32
• 第三章 頸動(dòng)脈分叉脈動(dòng)流的數(shù)值模擬與參數(shù)分析32-46
• 3.1 幾何模型與網(wǎng)格劃分32-33
• 3.2 控制方程及模型選擇33-34
• 3.3 邊界條件及求解設(shè)置34-37
• 3.4 計(jì)算結(jié)果分析37-44
• 3.4.1 時(shí)間平均壁面切應(yīng)力37-39
• 3.4.2 剪切振蕩因子39-40
• 3.4.3 流動(dòng)分離及二次流40-44
• 3.5 本章小結(jié)44-46
• 第四章 血液粘度改變對(duì)粥樣斑塊形成的影響分析46-56
• 4.1 數(shù)值計(jì)算46-47
• 4.2 血液粘度改變對(duì)壁面切應(yīng)力的影響47-49
• 4.3 血液粘度改變對(duì)剪切振蕩因子的影響49-51
• 4.4 血液粘度改變對(duì)分離區(qū)及二次流的影響51-54
• 4.5 本章小結(jié)54-56
• 第五章 血流量改變對(duì)粥樣斑塊形成的影響分析56-66
• 5.1 數(shù)值計(jì)算56
• 5.2 血流量改變對(duì)壁面切應(yīng)力的影響56-59
• 5.3 血流量改變對(duì)剪切振蕩因子的影響59-60
• 5.4 血流量改變對(duì)分離區(qū)及二次流的影響60-63
• 5.5 本章小結(jié)63-66
• 第六章 總結(jié)與展望66-68
• 6.1 總結(jié)66-67
• 6.2 展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間所獲成果74-76
• 致謝76-77
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表77

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 張瑩;楊新健;王盛章;于紅玉;李海云;陳家亮;;帶子瘤顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的壁面切應(yīng)力分析[J];山東醫(yī)藥;2009年02期

2 劉珊,丁祖榮;彎曲圓管入口段定常流動(dòng)的三維數(shù)值模擬[J];醫(yī)用生物力學(xué);2004年02期

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7 ;[J];;年期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 來(lái)文洋;基于CFD的頸動(dòng)脈粥樣硬化血流動(dòng)力學(xué)研究及影響因素分析[D];山東大學(xué);2016年

2 吳昊;動(dòng)脈壁面切應(yīng)力的Hilbert-Huang變換及其應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2008年

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本文編號(hào)：1095528