髂外動脈狹窄數字模型建立及計算流體動力學分析.pdf

1、目的:
　　隨著人們對健康越來越關注，以前不太受人們關注的下肢缺血疾病的發(fā)現和診斷比例迅速地增長，成為影響大眾健康的常見病之一，同時調查發(fā)現，下肢缺血患者年齡也呈現出逐漸降低的趨勢，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的256排多層螺旋CT(MSCT)基礎上建立非常接近真實狀態(tài)的髂外動脈狹窄模型并更好的利用新的流體力學軟件和模型分析出更真實的、傳統(tǒng)機器設備無法檢測的狹窄

2、血管內血液的動力學特點，將計算機流體力學與生物醫(yī)學圖像處理技術更好的結合，對髂外動脈硬化斑塊形成的血流動力學機制進行探索。
　　方法:
　　本實驗選取2015年行髂外動脈CTA掃描的患者4例，采用CT掃描所得真實的髂外動脈狹窄相關數據，將所得數據（DICOM格式）存儲到可讀寫光盤，數據掃描完成后在PACS系統(tǒng)中分別測量不同部位髂外動脈狹窄前、狹窄處、狹窄后管腔情況。應用三維重建技術進行數學圖像處理，將在PACS影像工作站中導

3、出的DICOM文件導入MIMICS14.0軟件對髂外動脈狹窄血管進行建模，建立真實的動脈狹窄血管模型。三維重建技術與CFD技術結合，模擬出的動脈三維模型數據導入逆向工程軟件Geomagic12.0進行優(yōu)化處理，生成fedb文件。然后把模型文件導入計算軟件，利用Workbench16.1軟件建立了流固耦合程序，分別首先將管壁和血液進行網格區(qū)分和設置，并進行了耦合計算和分析，則得到血管模型血流動力學參數，如管壁壓力、管壁剪切力、流速、米塞斯

4、應力、血管位移等參數。
　　結果:
　　1.獲得髂外動脈三維有限元分析模型的血管壁，設置為彈性血管，因此與動脈相比，模型不僅保證了數據的真實性和準確性，而且可以進行各種流體力學實驗。
　　2.獲得了髂外動脈狹窄位置的前部和后部的視覺圖像，并進行了流-固耦合計算，同時也取得一系列可視化的計算流體數據。
　　3.在血管狹窄處，不僅血流的流速增加了，并且引起壁面剪應力的顯著改變，這大概是動脈粥樣硬化構成的局部原因。髂外

5、動脈狹窄后較狹窄前血液流速加快、壓力梯度增加，變化的剪切應力梯度增加，都可能導致斑塊變大，斑塊脫落、斑塊內部出血的風險。
　　4.剪切力在左髂外動脈最狹窄處為最大，其次為腹主動脈分叉處，而正常的腹主動脈管壁相對較小，說明剪切力在狹窄和血管分支部位的血流動力學變化中占有重要的地位。
　　結論:
　　1.采用本試驗研究方法，利用特別接近真實的髂外動脈狹窄部位前和狹窄部位后的測量數據，建立數字模型，具有數據采集方便、完全個體