计算机仿真流体力学剪切应力,基于人体血管B型主动脉夹层三维建模及血流动力学仿真研究...

摘要：

由于生产力的发展,人们的物质条件更为丰富多样,生活方式习惯的变化,以及医疗科技的进步,心血管疾病的检出率逐年增高,其中B型主动脉夹层是其中具有代表性的心血管疾病.B型主动脉夹层发生在降主动脉,血管内膜被撕裂形成破口,撕裂的内膜将正常血管一分为二,形成真腔与假腔两个血流腔道.目前针对B型主动脉夹层的大量研究中,对主动脉夹层的长期演变机理及其对心血管病变的影响大多依赖临床数据收集,无法进行有效的推断和预防.大量研究表明血流动力学与B型主动脉夹层的发生发展有着密切的联系.利用计算机数值仿真模拟血液流体力学分析是探讨血流动力学在B型主动脉夹层发生发展治疗中的重要研究手段,但根据人体CT扫描图像进行B型主动脉夹层三维建模的难度较大.针对目前研究的B型主动脉夹层三维仿真模型种类单一,结构简单,无法代表真实人体血管的情况,本文基于真实的B型主动脉夹层患者CT医学影像资料,利用医学图像提取软件Mimics,采用布尔运算的图像差值算法,实现了三维模型的空腔化以及种类的多样化,建立了正常主动脉血管模型,术前两破口以及以三破口为代表的多破口模型,术后封堵近端破口模型以及封堵远端破口模型,共五种三维仿真模型.在研究探讨了血液流场数值计算以及有限元边界加载的基础数学模型理论的基础上,利用流体力学有限元仿真分析软件对建立的五种模型进行流速流线,壁面压强及壁面剪切应力的分析.本文的研究成果如下:(1)提出了基于真实CT医学影像资料的布尔运算图像差值算法的三维建模及仿真技术,该技术可实现CT医学影像的仿真模型构建及模型的空腔化.利用伯努利原理验证其有限元仿真的结果,证明了利用Mimics软件基于真实CT医学影像资料构建三维模型的可行性,真实性以及有限元仿真的可靠性.(2)两破口以及多破口的术前B型主动脉夹层有限元仿真结果表明,易在假腔的近端破口处形成紊乱的涡流,会继续撕裂近端破口,且主动脉血管入口速度越大越容易形成紊乱的涡流.而真腔中不会出现紊乱的流线,血流流线平顺规则.(3)两破口与多破口的B型主动脉夹层有限元仿真分析发现,多破口的主动脉夹层的真假腔的流速差,壁面压强差较小,壁面剪切应力分布更均匀;两破口B型主动脉夹层真假腔的流速差,壁面压强差较大,壁面力学载荷分布不均匀,假腔会持续挤压真腔,使真腔进一步变窄,导致假腔扩大或形成新的破口,即两破口B型主动脉夹层有向多破口B型主动脉夹层发展的趋势.(4)针对典型的两破口 B型主动脉夹层,分别通过有限元分析封堵近端破口以及远端破口两种方案.结果表明应优先选择封堵近端破口,封堵近端破口后假腔内的壁面压强以及壁面剪切应力均降低,有助于使假腔隔离并血栓化,改善恢复真腔的供血功能.而封堵远端破口,虽然假腔内无法形成血流通路,但导致假腔内压强增大,有扩大假腔形成新的破口的风险.

展开

计算机仿真流体力学剪切应力,基于人体血管B型主动脉夹层三维建模及血流动力学仿真研究...相关推荐

matlab仿真弹簧波,基于Matlab/Simulink的三弹簧谐振子微振动的仿真实验
第 29 卷第 6 期大学物理实验 Vol． 29 No． 6 2016 年 12 月 PHYSICAL EXPERIMENT OF COLLEGE Dec． 2016 收稿日期: 20 ...
基于matlab的pwm波形仿真与分析,基于Matlab的单相电压型PWM整流电路仿真与设计
基于Matlab的单相电压型PWM整流电路仿真与设计基于Matlab的单相电压型PWM整流电路仿真与设计摘要现代工业中,很多场合需要进行电能变换,例如把直流电能变为交流电能,交流电能变为直流电 ...
【论文笔记】基于 VR 的移动机器人真实环境三维建模系统
文章目录摘要关键词 1 引言 2 系统框架 2.1 点云地图与重定位 2.2 生成模型地图 Step 1: 去噪声和降采样 Step 2: 计算每个点的法线 Step 3: Possion 曲面重 ...
双馈风力发电机的matlab仿真模型,基于MATLAB_SIMULINK的并网型双馈风力发电机仿真模型的研究[1]...
西安理工大学学报 Journal of Xi'an University of Technology(2010) Vol. 26 No. 1 文章编号 : 100624710 (2010) 01200 ...
m基于VDLL的矢量型GPS信号跟踪算法matlab仿真
目录 1.算法概述 2.仿真效果预览 3.MATLAB部分代码预览 4.完整MATLAB程序 1.算法概述载波跟踪环是传统独立式GPS接收机最脆弱的环节,针对弱信号环境下其比伪码跟踪环路更容易失锁的 ...
光学仿真案例(4) 基于纳米微粒激发平面波的米氏散射FDTD仿真模拟
目录案例内容案例获取案例内容本案例展示了一个基于纳米粒子激发平面波的米氏散射仿真模型(mie scattering),计算其散射和吸收截面.局域场增强和远场散射分布,同时将截面和远场结果与解析 ...
数字滤波器matlab仿真_模拟IC笔记（1）——PLL MATLAB建模与行为仿真
从上一周开始定下研究PLL开始,通过搜集各类文献和资料,大致有了一些思路.最终的目的是在Candence 平台和SMIC 0.18um工艺下完成整个PLL系统的设计,但是在前期没有相关知识积累的情况下 ...
基于无人机图片或视频进行三维建模一站式软件（操作简单、运行快速、无人机倾斜摄影、附下载链接）
1. 操作步骤创建新项目打开图片或打开视频选择项目文件夹下的Test_Images 点击确认三维重建点击红色框中图标点击OK即可所有都使用默认参数,也可以试试修改点击start 开始进 ...
汽车平顺性与仿真分析matlab,基于matlab的汽车平顺性的建模与仿真.docx
基于matlab的汽车平顺性的建模与仿真.docx (1)基于MATLAB的汽车平顺性的建模与仿真车辆工程专硕1601Z1604050李晨1数学建模过程11建立系统微分方程如下图所示,为车身与车轮二自 ...
二阶倒立摆matlab建模与仿真,二级倒立摆的建模与MATLAB仿真.pdf
二级倒立摆的建模与MATLAB仿真 MATLAB 二级倒立摆的建模与仿真刘文斌,等二级倒立摆的建模与MATLAB仿真刘文斌,千树川 3000) (四川理工学院电子与信息工程系四川自贡,64 ...

计算机仿真流体力学剪切应力,基于人体血管B型主动脉夹层三维建模及血流动力学仿真研究...