构建颈内动脉瘤双向流固耦合模型的血流模拟.docVIP

构建颈内动脉瘤双向流固耦合模型的血流模拟 吕绍茂，钟 华，陈丽君，段少银(厦门大学附属中山医院，福建省厦门市 361004) 文章亮点： 1 虚拟动脉瘤模型相对于动物模型及体外模型，具有相对简单、经济及较好的一致性等特点。得到的数据直观可视化，显示的相关参数很容易进行相关比较与分析，发现参数相互间的异同。 2 实验采用必威体育精装版开发的双向流固耦合方式(ansys+fluent)的软件组合，功能上比ansys+cfx软件组合更强大，具有更强的处理大形变的网格能力。以往研究中采用刚性壁而且是稳态的研究为多，忽略了血管壁的弹性作用以及作为瞬态的血流动力学变化。 3 以往的双向流固耦合研究采用动脉壁及动脉瘤统一厚度，而本实验采用动脉壁及动脉瘤分开定义厚度，得出的计算结果更加精确。 4 研究结果与临床观察或事实相吻合，瘤颈部具有很高的剪切力与压力，同时确认瘤顶部有一高压点，可能与动脉瘤的破裂有关，为动脉瘤基础与应用研究提供了依据。 关键词： 组织构建；组织工程；颈内动脉；后交通动脉瘤；有限元建模；血流模拟；国家自然科学基金 主题词： 颈内动脉；动脉瘤；有限元分析；血流动力学 基金资助： 国家自然科学基金面上项目资助 摘要 背景：动脉瘤血液动力学变化为动脉瘤的治疗与其破裂的预防研究提供了前提与条件，有限元分析是一种很好的技术手段。 目的：构建颈内动脉瘤的双向流固耦合模型，并进行相关血流模拟。 方法：利用GE Lightspeed 64排螺旋CT扫描获得颈内动脉瘤CT血管造影数据，分别在mimics10.01软件上进行三维模型的实体构建，ansys+fluent软件进行流固耦合及血流模拟与仿真。 结果与结论：构建了颈内动脉瘤瘤壁和流场的有限元模型，模型具有良好的解剖形态，并与实体模型一致。模拟展示整个心动周期的血流变化：瘤体血流呈漩涡样，瘤体部流速较瘤颈部慢；血流引起动脉瘤壁的形变、壁面剪切力、压力及应力以瘤颈部最大，瘤顶部最小。模拟值以0.16 s(快速射血期)时刻为最高值，0.74 s(舒张期)为最低值。结果显示基于CT血管造影扫描数据进行颈内动脉瘤的双向流固耦合建模，其方法简单、实用。模拟动脉瘤血流接近人体的生理状态，结果为研究动脉瘤发生、发展提供新的理论依据。 吕绍茂，钟华，陈丽君，段少银. 构建颈内动脉瘤双向流固耦合模型的血流模拟[J].中国组织工程研究，2014，18(2):218-224. Blood flow simulation of internal carotid artery aneurysm using two-way flow-solid coupling method Lv Shao-mao, Zhong Hua, Chen Li-jun, Duan Shao-yin (Zhongshan Hospital of Xiamen University, Xiamen 361004, Fujian Province, China) Abstract BACKGROUND: The hemodynamics changes of aneurysm provide the basis for aneurysm treatment and ruptured aneurysm prevention, while finite element analysis is a good technical means. OBJECTIVE: To construct the two-way flow-solid coupling model of internal carotid artery aneurysm, and thus simulate its flows. METHODS: CT angiography data of internal carotid artery aneurysm were recorded with GE Lightspeed 64 spiral CT scanning, and the corresponding three-dimension model was constructed with mimics10.01 software. Then the fluid-solid coupled flow simulations were done depending on Ansys+Fluent software. RESULTS AND CONCLUSION: The two-way flow-solid coupling model of internal carotid artery aneurysm was built,