一維（1D）血流動力學模型被廣泛地用于研究動脈系統(tǒng)內(nèi)的脈搏波傳導與反射現(xiàn)象。Windkessel（WK）模型是表征動脈末梢血管網(wǎng)的生物力學屬性的經(jīng)典方法,具有參數(shù)設(shè)定簡單、計算負荷低等優(yōu)點,常用于為1D動脈樹模型提供末梢邊界條件,但其在描述脈搏波傳導、反射現(xiàn)象方面存在先天不足。該缺陷可進一步延伸至更復雜的血流模擬問題。例如,在有關(guān)高血壓的研究中,末梢血管的形態(tài)學和力學特性對動脈血壓具有顯著的影響,簡化的WK模型無法準確表征這種現(xiàn)象。另外,肺動脈內(nèi)的血流特征是小兒先天性心臟病研究重點關(guān)注的對象,肺循環(huán)的特殊解剖學結(jié)構(gòu)決定了對肺末梢動脈的建模需要具有合理描述脈搏波傳導、反射現(xiàn)象的能力。在此背景下,有學者提出了針對末梢血管的Structured-tree（ST,結(jié)構(gòu)樹）建模方法,并理論上證明了其優(yōu)勢。然而,在系統(tǒng)血流條件下對WK和ST模型的定量比較尚未見報道。因此,本研究的主要目的是首先考察將WK和ST模型分別應用于1D動脈樹模型的末梢邊界建模時所產(chǎn)生的模擬結(jié)果差異,并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建高血壓和法洛四聯(lián)癥條件下的循環(huán)系統(tǒng)模型,定量研究主要血流參數(shù)與心血管特性間的關(guān)系,從而為這些疾病的臨床治療提供... 

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 研究背景
    1.3 研究簡介
第二章 結(jié)構(gòu)樹模型理論與數(shù)值算法
    2.1 引言
    2.2 結(jié)構(gòu)樹模型
        2.2.1 模型構(gòu)建
        2.2.2 血液動力學分析
        2.2.3 匹配條件
        2.2.4 參數(shù)設(shè)定
    2.3 本章小結(jié)
第三章 結(jié)構(gòu)樹模型與WINDKESSEL模型的量化對比
    3.1 引言
    3.2 數(shù)值模型
        3.2.1 一維模型控制方程
        3.2.2 左心臟模型
        3.2.3 出口邊界模型-Windkessel(WK)模型
        3.2.4 數(shù)值計算
    3.3 參數(shù)設(shè)置
        3.3.1 一維模型的幾何和力學參數(shù)
        3.3.2 WK模型和結(jié)構(gòu)樹模型的參數(shù)匹配
        3.3.3 老齡化參數(shù)調(diào)整
    3.4 計算條件
    3.5 數(shù)據(jù)分析
        3.5.1 波形分解
        3.5.2 波強分析
        3.5.3 第一和第二波形峰值的定量關(guān)系
        3.5.4 歸一化誤差均方根
    3.6 計算結(jié)果
        3.6.1 單獨對比WK模型和結(jié)構(gòu)樹模型的輸入阻抗
        3.6.2 整體對比模擬大動脈處輸入阻抗
        3.6.3 對比兩種組合模型模擬的血壓和血流波形
        3.6.4 對比兩種組合模型不同年齡層的模擬結(jié)果
    3.7 分析討論
    3.8 本章小結(jié)
第四章 高血壓模型
    4.1 引言
    4.2 數(shù)值模型
        4.2.1 一維動脈樹模型
        4.2.2 末梢動脈和細動脈
        4.2.3 心臟和剩余血管的模擬
    4.3 模型耦合和數(shù)值算法
    4.4 參數(shù)設(shè)置
        4.4.1 模型參數(shù)的基準
        4.4.2 基于特定人群實測數(shù)據(jù)的參數(shù)調(diào)整
    4.5 參數(shù)的敏感度分析
    4.6 數(shù)據(jù)分析
    4.7 計算結(jié)果
        4.7.1 心臟功能的血液動力學影響
        4.7.2 大血管性能的血液動力學影響
        4.7.3 微血管性能的血液動力學影響
        4.7.4 不同參數(shù)敏感度的定量對比
        4.7.5 中心動脈僵硬度和末梢細動脈管徑同時變化的血液動力學影響
    4.8 分析討論
    4.9 本章小結(jié)
第五章 法洛四聯(lián)癥肺循環(huán)模型
    5.1 引言
    5.2 數(shù)值模型
        5.2.1 零維集中參數(shù)模型
        5.2.2 一維肺動脈模型和零維模型
        5.2.3 一維肺動脈模型,結(jié)構(gòu)樹模型和零維模型
        5.2.4 一維肺動脈模型的構(gòu)建
    5.3 計算方法
    5.4 參數(shù)設(shè)置
        5.4.1 一維肺動脈模型幾何參數(shù)
        5.4.2 零維集中參數(shù)模型的生理參數(shù)
        5.4.3 個體化參數(shù)調(diào)節(jié)
        5.4.4 肺動脈狹窄反流參數(shù)
    5.5 計算結(jié)果
        5.5.1 肺循環(huán)模型
        5.5.2 肺動脈狹窄和反流
    5.6 分析討論
    5.7 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 主要工作總結(jié)
    6.2 未來工作展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文



本文編號：3687090