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腹主动脉瘤的数值计算模型比较研究
目的 分别采用纯流体模型和流固耦合模型来计算腹主动脉瘤的血流动力学特征,比较两种数值模型的不同,并讨论在研究腹主动脉瘤中的应用.方法 使用Gambit 2.2.30和COMSOL Multiphysics 4.2建立腹主动脉瘤的理想模型,分别基于有限体的方法分析纯流体模型,基于任意拉格朗日-欧拉算法(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)计算流固耦合模型.结果 同样的入口速度下,纯流体模型出现4个涡流和6个局部压力集中;流固耦合模型只有2个涡流和局部压力集中,且涡流中心更接近腹主动脉瘤的远端.在边界层分离点、血流回帖位置以及腹主动脉瘤的近端和远端,两种模型均出现壁剪切力极值.血管壁的大形变和大壁应力出现在腹主动脉瘤的近端和远端.结论 两种模型的涡流个数和涡流中心的位置均不一样,与瘤体的生长有着密切的关联;流固耦合模型中的大壁剪切力比纯流体模型要小36％;大壁应力和大血管壁的形变量与出口血压呈正相关.在研究血管瘤生长与血流动力学的关系时需要考虑使用流固耦合模型.
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颅内动脉瘤伴开窗畸形血流动力学数值模拟分析的初步研究
目的 探讨构建颅内动脉瘤(IA)伴开窗畸形三维数字化模型的可行性,并建立三维有限元模型.方法 选取1例前交通动脉瘤伴开窗畸形的急诊患者为研究对象,利用GE Lightspeed 64排螺旋CT获得患者颅脑CT原始数据.应用Mimics软件连续读入DICOM格式的颅脑CT原始数据,采用阈值分割与手动分割相结合的图像处理方法得到感兴趣部位,并选择3D重建按钮进行三维重建.再应用Geomagic studio软件以“抽壳法”对三维重建模型的表面三角面片形态网格和血管壁截面作进一步优化处理,再现血管壁的真实形态.优化后的三维数字化模型以标准模板库(STL)格式保存并输出.应用CFX软件进行三维刚性模型的数值仿真,并分析与动脉瘤生长及破裂相关的血流动力学参数.结果 联合应用Mimics软件和Geomagic studio软件首次成功建立了IA伴开窗畸形的三维数字化模型.模型进一步生成三维有限元模型,并作了相关血流动力学分析,形象地显示了瘤中各区域动脉瘤壁的壁剪切力分布情况.在血流冲击瘤颈处,壁剪切力大,瘤体次之;在瘤顶处剪切力小;在开窗处,壁剪切力明显增大.结论 借助可靠的CT成像技术和优化的建模方法,联合应用Mimics软件和Geomagic studio软件可以成功建立IA伴开窗畸形的三维数字化模型,并分析动脉瘤各个区域和开窗处的血流动力学参数.
