基于計算流體力學(xué)技術(shù)的個體化顱內(nèi)動脈瘤的血流動力學(xué)模型與實驗.pdf

1、目的：利用計算流體力學(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體化顱內(nèi)動脈瘤血流動力學(xué)模型，進行模型的實驗驗證與分析，論證此仿真方法的實用性，進一步探討顱內(nèi)動脈瘤生長，破裂的機制。 方法：用MIMICS軟件讀取病人顱內(nèi)動脈瘤影像DICOM數(shù)據(jù)，進行三維實體重建。應(yīng)用CFX軟件進行三維剛性模型的數(shù)值仿真，分析與動脈瘤生長及破裂相關(guān)的血流動力學(xué)參數(shù)；應(yīng)用ANSYS和CFX軟件進行三維流固耦合模型的數(shù)值仿真，分析與動脈瘤生長及

2、破裂相關(guān)的力學(xué)參數(shù)特征，比較兩個模型的差異。最后應(yīng)用微血管多普勒超聲測量術(shù)中動脈瘤的速度數(shù)據(jù)，與模型仿真數(shù)據(jù)進行對比驗證分析。 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體化顱內(nèi)動脈瘤血流動力學(xué)模型，可以直觀的模擬動脈瘤血流動力學(xué)的變化過程以及血管壁和動脈瘤壁彈性擴張運動，形象地給出瘤中各區(qū)域的速度場和動脈瘤表面應(yīng)力場的變化以及動脈瘤壁的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)果與臨床實驗數(shù)據(jù)一致。 結(jié)論：本研究建立的個體化顱內(nèi)動脈瘤血流動力學(xué)模型快速、精確。動脈瘤的流固耦合模型比剛性模型仿真更加精確和實用。動脈瘤的發(fā)生，發(fā)展和破裂與剪切力等血流動力學(xué)因素有關(guān)。動脈瘤壁的von mises應(yīng)力的分布和變形情況可能是重要的破裂因