首页 > 文献资料
-
缝合式和机械吻合式搭桥模型的血流动力学数值模拟
为了说明机械吻合器的引入对冠状动脉搭桥术近端吻合区血流动力学因素的影响,运用Solidworks软件构造了缝合式和机械吻合式两种搭桥模型.运用有限单元数值模拟的方法和Fluent6.3软件,对两种模型移植血管中脉动流进行数值化模拟和可视化分析.获得了吻合区在一个心动周期内不同时刻的速度场、二次流、压力及壁面切应力的分布情况.结果表明,机械吻合器的引入在增大移植血管中血流速度(大于缝合模型约0.2 m/s)的同时使得低速区范围增大,吻合区壁面切应力变化范围为0 ～50 Pa,应力集中现象明显,壁面切应力变化剧烈,易引起血小板活化和内膜增生.为了提高冠状动脉搭桥术的通畅率,对机械吻合器进行优化设计很有必要.
-
二维脉动流场中内皮细胞表面切应力分布的数值模拟
本文对三种生理相关的正弦入口速度波形的脉动流场内,VEC表面的切应力分布进行了有限差分方法的数值模拟.结果表明:(1)脉动流场与稳态流场中内皮细胞表面的流场分布完全不同,脉动流场中内皮细胞表面的切应力变化幅值远大于稳态流场中的值.(2)同一时刻,每个VEC上的切应力分布是不均匀的,细胞形状影响其表面的切应力分布.(3)在脉动周期的不同时刻,细胞表面的切应力分布也是不均匀的,切应力分布随时间的变化波形与入口波形相类似,但相位有所超前.(4)细胞的伸长主要取决于EC表面的大平均切应力大小.(5)本章的计算结果可以用于对Helmilinger实验现象的解释.
-
脑Willis环动力学参数计算与临床应用
在已有的脑Willis环研究的基础上,建立了反映脑循环血液脉动特性的集中参数模型并给出了参数求解方法,通过对30例临床数据的计算发现理论值与大部分疾病诊断结果相吻合,这不仅说明模型是符合生理实际的,还说明模型参数的求解方法在临床上是切实可行的.
-
脉动流预适应增强组织工程心脏瓣叶上内皮细胞的黏附性
将受体的细胞种植于可降解材料或去细胞的异种或同种瓣膜上制成的组织工程心脏瓣膜无需抗凝,耐久性好,且有生长潜力,理论上是理想的心脏瓣膜替代物.但生理情况下,心脏瓣膜要受到高速、高压的血流冲击,简单的将内皮细胞种到瓣膜支架,经过血流冲击,细胞很快被冲掉.
-
青光眼患者动态轮廓眼压计眼压及眼脉动幅度昼夜波动趋势调查
目的 使用动态轮廓眼压计(DCT)研究原发性开角型青光眼(POAG)患者、正常眼压性青光眼(NTG)患者及正常人双眼眼压及眼脉动幅度(OPA)的昼夜波动趋势,并比较双眼的波动趋势是否一致.方法 POAG患者18例,NTG患者17例及正常对照30名均来自于北京大学深圳医院眼科,使用DCT测量获得眼压及OPA波动的日曲线,统计3组OPA日波动幅度,比较3组的眼压、OPA的波动情况和差异,并观察双眼的日眼压、OPA波动模式及其峰值分布.结果 POAG患者、NTG患者和正常对照的DCT眼压的波动模式不同,且部分个体的双眼眼压波动趋势不同.在所观察的65人中,眼压峰值出现于非办公时段的正常人为右眼4例(13.3%)、左眼6例(20.0%),NTG患者为右眼4例(23.5%)、左眼5例(29.4%),POAG患者为右眼5例(27.8%)、左眼4例(22.2%).POAG患者、NTG患者和正常对照的OPA存在日波动,且波动模式不同,左右眼之间也有区别.OPA的波动幅度,正常人:右眼(1.1±0.5)mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa),左眼(1.2±0.5)mm Hg;NTG患者:右眼(1.1±0.8)mm Hg,左眼(1.0±0.5)mm Hg;POAG患者:右眼(2.1±1.3)mm Hg,左眼(2.4±1.9)mm Hg,波动幅度差异有统计学意义.POAG患者表现出较大的OPA波动范围.结论 POAG、NTG患者和正常人的OPA存在差异,OPA存在日波动,且不同的人群波动幅度有差异,POAG患者表现出更大的OPA日波动;POAG、NTG患者和正常人有着不同的眼压和OPA波动模式,且双眼的波动趋势不尽相同;办公时段多次眼压测量不能完全代替1 d眼压监测.
-
间歇气压治疗-预防脊柱术后静脉血栓之"良药"
间歇气压治疗是用小腿外部加压的方法促进静脉血液循环,形成脉动流,增强纤溶系统活性,达到抗血栓的目的.它主要是以周期性的充气和放气来压迫下肢,循环周期是一分钟,以快的速度充气到预定压力,然后保持该压力一段时间,再自动放气降至到零.
-
模拟心室驱动曲线变化对机械瓣流体动力学性能影响
目的 研究在生理条件下模拟心室驱动曲线变化对机械瓣流体动力学性能的影响,为合理评价机械瓣流体动力学性能提供实验依据. 方法 采用脉动流模拟循环装置,设定模拟心输出量为4 L/min,模拟心率为75次/分,观察5种心室驱动曲线对机械瓣平均跨瓣压差(△P)、有效瓣口面积(EOA)、关闭量(CLV)和泄漏量(LKV)的影响. 结果 生理范围内,心室驱动曲线形态上的改变,对测试瓣膜的△P可产生2.9%的变异,EOA的变异为1.5%,CLV为6.6%,LkV为3.6%. 结论 机械瓣的流体动力学性能受心室驱动曲线的影响,从而对瓣膜流体动力学性能评价的客观性和可比性产生不利作用.
-
人工心脏瓣膜脉动流检测技术研究
目的:人工心脏瓣膜是植入体内的重要的植入物之一,也是风险较大的植入物之一,因此,人工心脏瓣膜上市前的体外评价及检测对保证人工心脏瓣膜的安全性和有效性显得尤为重要.方法:通过对人工心脏瓣膜的体外脉动流检测技术参数设定,观察对试验结果重要影响.结果:提出了体外测试人工心脏瓣膜性能时,应当控制的试验条件.
-
搏动性灌注对深低温停循环后脑组织血流量的影响
目的观察搏动性灌注(PP)在降温及深低温停循环后复温过程中对脑组织血流量(CBF)的影响以及PP条件下深低温停循环的安全时限.方法39只健康犬分成PP组(18只)及非搏动性灌注组(NPP组,21只),测定降温及深低温停循环后复温过程中的CBF及观察复温后脑组织超微结构改变.结果停循环40 min、60 min及80 min各组在降温过程中,CBF渐减少,两组无差别(P＞0.05).停循环40 min后复温过程中PP组的CBF与NPP组比较,在复温过程早期增加明显(P＜0.05),复温结束两组均可恢复到降温开始水平.停循环60 min后复温过程中,复温30℃以上,PP组CBF较NPP组增加明显(P＜0.01)且复温结束可恢复到降温开始水平,NPP组未能恢复.停循环80 min后到复温结束两组CBF均未能恢复到降温开始水平.停循环40 min的两组与正常对照组比较,神经细胞超微结构均无差异.停循环60 min的PP组超微结构基本正常而NPP组神经细胞肿胀,线粒体水肿.停循环80min的PP组和NPP组均表现为神经细胞明显肿胀,线粒体严重水肿,胞浆出现明显退行性改变.结论PP对深低温停循环后的脑保护作用明显优于NPP.深低温(20℃)停循环安全时限应不超过60 min.
-
模拟心室驱动曲线对机械瓣流体动力学性能的影响
背景:脉动流模拟循环装置是评价人工心脏瓣膜流体动力学性能的佳手段,而脉动流模拟循环装置本身的性能,尤其是模拟心室驱动曲线对机械瓣流体动力学性能的影响研究较少.目的:观察在生理条件下模拟心室驱动曲线对机械瓣流体动力学性能的影响.设计、时间及地点:对比观察实验,于1999-04/2000-02在四川大学建筑学院生物医学工程中心流体力学实验室完成.材料:采用脉动流模拟循环装置,设定模拟心输出量为4 L/min,模拟心率为75次/min.方法:脉动流模拟循环装置系统的主动脉瓣位置入25 mm CarboMedies双叶瓣,二尖瓣位置入27 mm Bjork-Shiley侧倾碟瓣.调用系统中的标准心室驱动曲线,调节测试系统各参数,维持主动脉压在16.0/10.7 kPa(120/80 mm Hg),实验流体为生理盐水-甘油混合液,黏度为3.5mPa·s(3.5Cp),密度1.06 g/cm3.维持模拟循环系统整个状态不变,即舒张末期心室容积、主动脉顺应性、外周阻力和外周顺应件等不变.设定模拟心输出量为4 L/min,模拟心率为75次/min,收缩时间0.37 s,通过对标准心室驱动曲线上若干点的坐标进行修改,确定4个控制曲线;后对以上曲线进行自动插值、拟合、波形光滑、滤波处理,得到终4个控制曲线,并逐一测试每一控制曲线下的流体动力学性能.主要观察指标:观察5种心室驱动曲线情况下机械瓣平均跨瓣压差、有效瓣口面积、关闭量和泄漏量的变化.结果:生理范围内,心室驱动曲线形态上的改变,对测试瓣膜的平均跨瓣压差可产生2.9%的变异,有效瓣口面积的变异在1.5%,关闭量在6.6%,泄漏量为3.6%.结论:机械瓣的流体动力学性能受心室驱动曲线的影响,从而对瓣膜流体动力学性能评价的客观性和可比性产牛不利作用.
-
动脉内脉动流的温度、压强和速度的径向分布
目的动脉内脉动流的温度径向分布以及与力学量的关系.方法在Boussinesq近似下,将脉动流作为一级小量对流体运动方程组作微扰处理.结果导出了含温度的脉动流方程,并解出了动脉内温度、压强和速度的径向分布.结论(1)温度和速度分布都与脉动频率有密切关系,温度波动的幅值与脉动频率成反比;(2)当脉动频率增加时,温度和速度剧烈变化的部分将局限在接近管壁的薄层中;(3)温度和轴向速度分布的变化具有相似性.
-
内皮细胞应力测试装置
目的通过研制"内皮细胞应力测试装置",为研究血流动力学环境对人工培养的内皮细胞生物学特性的影响提供实验平台.方法应用流体力学及血流动力学理论与分析方法,制作了"内皮细胞应力测试装置".结果本装置可以精确调控正常生理水平和超生理水平下的切应力值、正应力值、以及脉动波幅和脉动频率.结论本装置能模拟与人体生理状况较一致的血流动力学环境.
-
内皮细胞切应力测试装置中的液容与液阻
目的通过研制"内皮细胞切应力测试装置"的液容与液阻,使内皮细胞所处的环境尽可能接近人体的生理环境.方法应用流体力学及血流动力学理论与分析方法,研制了"内皮细胞切应力测试装置" 的液容与液阻. 结果本装置可以精确调控正常生理水平和超生理水平下的切应力值、正应力值、以及脉动波幅和脉动频率.结论本文研制的"内皮细胞切应力测试装置"中的液容与液阻,为内皮细胞切应力的研究创造了一个更为接近接近人体生理状态的力学环境.
-
平行平板流动腔中脉动流的摄动解
高度远小于横向和纵向几何尺寸的矩形平行平板流动腔是人们用以体外研究细胞在切应力作用下力学行为的主要工具之一.大多数研究者主要对定常层流情形进行研究考虑到通常采用的矩形平行平板流动腔内的流动属小雷诺数流动,本文用雷诺数作为摄动参数求出矩形平行平板流动腔内的层流脉动流的摄动解,给出腔内流速和腔室底部切应力的0级、Ⅰ级、Ⅱ级近似计算公式.数值计算结果及其与Fourier解的比较表明,在脉动流条件下,对于人们常用的流动腔几何尺寸,近似公式具有相当高的精度,特别是0级近似公式(即准定常公式)适用的雷诺数范围更大.这为在脉动流情况下平行平板流动腔切应力的简便计算方法提供了理论依据.
-
生理脉动流模拟系统设计与仿真
目的 为了给体外血管组织培养提供生理脉动环境,实现血管组织培养装置中压力、流量接近生理脉动变化,简化循环液路系统参数设定,建立一个压力流量可调的血管组织培养装置.方法 在血流动力学研究基础上,构建生理脉动流系统混合参数模型及其模拟电路网络,运用Matlab Simulink/GUI仿真电路模型,通过仿真出的器件参数指导脉动流装置的设计.结果 利用电路仿真模拟了脉动流循环系统,在仿真和实验中实现了生理脉动压力和流量,并完成了实验装置的设计与制作.结论 电路系统仿真应用于体外脉动流循环系统的构建,可以简化血管组织培养装置的设计,指导系统调节.
关键词： 血管生物反应器 生理脉动流 Maflab Simulink/GUI仿真 脉动流 -
利用硅胶管流动腔系统模拟动脉脉动血流切应力和周向应力环境
目的选择硅胶管流动腔的前、后负荷,模拟生理脉动流条件下动脉内皮细胞所承受的切应力和周向应力环境.方法利用在体脉动血流切应力和周向应力波形,在求得硅胶管流动腔几何和力学特性的情况下,反向求解硅胶管流动腔内径、压力和流量波形;根据所求得的压力和流量波形,确定出硅胶管流动腔的后负荷(即输入阻抗)条件;利用冯忠刚等提出的三弹性腔九元件集中参数模型模拟该后负荷,并求出各元件参数.结果三弹性腔九元件集中参数模型模拟出的输入阻抗模和幅角与目标输入阻抗模和幅角能较好的吻合.结论该方法为选择合适的硅胶管流动腔前、后负荷,构建能较真实再现动脉脉动血流切应力和周向应力环境的硅胶管流动腔系统提供了一定的理论依据.
-
S形动脉中的血流动力学研究
目的探索动脉直径大小对S形动脉血流动力学的影响.方法利用数值模拟方法,对具有不同直径的大小两种S形动脉模型在相同的边界条件下的血流动力学时空分布进行了分析.结果在大S形动脉中的二次流比小S形动脉中的要复杂;在弯曲动脉的内弯区存在较强的涡流;弯曲动脉中的压力和壁面切应力变化很剧烈,特别是在大模型中.结论S形弯曲动脉中的血流呈现复杂回流、二次流、压力和壁面切应力剧烈变化等特性,这些都可能影响到动脉内皮的功能及内膜增生.在利用人造或自体血管修复旁路狭窄动脉的手术中,应尽量避免采用S形动脉模型.
-
弯曲动脉中非线性脉动流的计算机模拟
非线性脉搏波在主动脉弓及任意弯曲动脉内传播的问题是生物流体力学中尚未很好地研究解决的重大课题之一.作为研究非线性脉搏波在弯曲动脉血管内传播问题的第一步,我们对主动脉弓内的非线性脉动流进行了计算机模拟.
-
狭窄动脉中的非线性脉动流的数值研究
本文应用ANSYS 有限元分析软件对颈动脉狭窄中的非线性的血液流进行数值模拟研究.在该研究中假定颈动脉是刚性轴对称的狭窄管,血液是粘性不可压缩的牛顿流体.
-
腹主动脉的血流动力学的数值模拟
在大动脉中,动脉粥样硬化疾病首先在腹主动脉处出现,并且在腹主动脉处更为普遍.由于腹主动脉在其横膈膜附近具有很多分支,这些分支将血液输送到腹部的各个器官,因此,这些状况使得腹主动脉的脉动流的研究变得非常复杂.随着医学成像技术的发展,在体模型的血流动力学研究取得了大量的成果,但是该研究方法也有其自身的局限性,即只能在轴向位置上得到相对较少的速度量,然而在整个腹主动脉中,随时间与空间变化的速度场和剪切应力场并不能通过该方法获得.目前,在脉动流的研究中,大量的研究集中于颈动脉分支的研究,而对于腹主动脉而言,数值上的研究相对较少,因此,为了在更加真实的情况下研究腹主动脉的血流动力学参数,我们建立了一个具有解剖真实的理想化几何模型,并且通过数值模拟的方法来定量的描述脉动流的血流动力学.
