基于計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)的個(gè)體化顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的血流動(dòng)力學(xué)模型與實(shí)驗(yàn).pdf

1、目的：利用計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)分別建立基于剛性假設(shè)的和基于流固耦合理論的個(gè)體化顱內(nèi)動(dòng)脈瘤血流動(dòng)力學(xué)模型，進(jìn)行模型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析，論證此仿真方法的實(shí)用性，進(jìn)一步探討顱內(nèi)動(dòng)脈瘤生長(zhǎng)，破裂的機(jī)制。 方法：用MIMICS軟件讀取病人顱內(nèi)動(dòng)脈瘤影像DICOM數(shù)據(jù)，進(jìn)行三維實(shí)體重建。應(yīng)用CFX軟件進(jìn)行三維剛性模型的數(shù)值仿真，分析與動(dòng)脈瘤生長(zhǎng)及破裂相關(guān)的血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)；應(yīng)用ANSYS和CFX軟件進(jìn)行三維流固耦合模型的數(shù)值仿真，分析與動(dòng)脈瘤生長(zhǎng)及

2、破裂相關(guān)的力學(xué)參數(shù)特征，比較兩個(gè)模型的差異。最后應(yīng)用微血管多普勒超聲測(cè)量術(shù)中動(dòng)脈瘤的速度數(shù)據(jù)，與模型仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證分析。 結(jié)果：建立了基于剛性假設(shè)的和基于流固耦合理論的個(gè)體化顱內(nèi)動(dòng)脈瘤血流動(dòng)力學(xué)模型，可以直觀的模擬動(dòng)脈瘤血流動(dòng)力學(xué)的變化過(guò)程以及血管壁和動(dòng)脈瘤壁彈性擴(kuò)張運(yùn)動(dòng)，形象地給出瘤中各區(qū)域的速度場(chǎng)和動(dòng)脈瘤表面應(yīng)力場(chǎng)的變化以及動(dòng)脈瘤壁的von mises應(yīng)力的分布和變形情況。與剛性模型相比，流固耦合模型模擬的結(jié)果更加精確

3、。在血流沖擊瘤頸處，壁剪切力最大，在瘤頂處剪切力非常小。瘤頸處的von mises應(yīng)力明顯高于瘤頂，但是瘤頂處經(jīng)受著更加復(fù)雜的von mises應(yīng)力變化以及壁的變形。模型仿真的結(jié)果與臨床實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一致。 結(jié)論：本研究建立的個(gè)體化顱內(nèi)動(dòng)脈瘤血流動(dòng)力學(xué)模型快速、精確。動(dòng)脈瘤的流固耦合模型比剛性模型仿真更加精確和實(shí)用。動(dòng)脈瘤的發(fā)生，發(fā)展和破裂與剪切力等血流動(dòng)力學(xué)因素有關(guān)。動(dòng)脈瘤壁的von mises應(yīng)力的分布和變形情況可能是重要的破裂因