基于動靜脈血管網(wǎng)絡模型的豆紋動脈出血的數(shù)值模擬
發(fā)布時間:2020-04-21 23:57
【摘要】:腦卒中被認為是僅次于腫瘤、心臟病的致死性疾病之一,它是由于大腦某部分血管在某種情況下阻塞,導致動脈血液不能正常流入大腦關鍵部位,或是由于大腦某部位的血管突然破裂導致血液流出,使大腦組織損傷的疾病。腦卒中主要包括缺血性腦卒中和出血性腦卒中兩種類型。腦出血主要的發(fā)病特征是指在非外傷的情況下腦實質(zhì)內(nèi)出血,它在腦卒中的比例約為20%~30%,其具有發(fā)病率高、病情進展快、致殘率以及致死率高等特點。大量的研究表明,大部分出血部位位于基底核區(qū)即豆紋動脈末端,約占出血部位的91%,因此豆紋動脈成為學者們關注的焦點。本文以豆紋動脈為主要研究對象,通過以下幾個方面的工作開展本課題的研究。第一,建立一個包括豆紋動脈、毛細血管和靜脈的動靜脈血管網(wǎng)絡模型。傳統(tǒng)的模型將動脈末端設置為血流出口邊界,忽略了毛細血管對動脈的影響。為使數(shù)值模擬結(jié)果更加符合實際,需要對豆紋動脈末端的毛細血管進行建模,然而基底核區(qū)的毛細血管尺寸過于微小,幾何建模尚不能實現(xiàn)。因此本文引入多孔介質(zhì)來代替毛細血管在血流動力學中的負載,將豆紋動脈與靜脈連接起來,建立完整的動靜脈血管網(wǎng)絡的流固耦合模型。根據(jù)大腦實際情況,對模型進行參數(shù)和邊界條件設置,分析了幾種引起豆紋動脈破裂的主要因素。第二,高血壓是作為腦出血的重要因素,在腦出血中占比最大。本文對所建立的動靜脈血管網(wǎng)絡模型設置不同等級的高血壓邊界條件,模擬了高血壓對豆紋動脈破裂的影響,得到各參考點的血壓和血管壁應力曲線,討論了高血壓與豆紋動脈破裂的關系。第三,微循環(huán)障礙也是導致豆紋動脈破裂的重要因素。本文在保持其它參數(shù)和邊界條件不變的情況下,通過逐步降低多孔介質(zhì)的滲透率來模擬微循環(huán)障礙對豆紋動脈破裂的影響,分析了微循環(huán)障礙對豆紋動脈血壓和血管壁應力的影響。第四,靜脈回流障礙對豆紋動脈的影響也是不可忽略的。由于人在受到外界刺激或頸靜脈受到壓迫的情況下,會使得腦靜脈血壓升高,所以本文在血管網(wǎng)絡模型中,通過逐步升高靜脈血壓來模擬靜脈回流障礙的情況,并根據(jù)結(jié)果分析靜脈回流障礙對豆紋動脈血壓和血管壁應力的影響。第五,解剖學研究發(fā)現(xiàn),豆紋動脈血管起始端也存在破裂現(xiàn)象。大部分豆紋動脈近似垂直于中動脈發(fā)出,學者們認為這種特殊的構(gòu)型能最快地改變血流方向,對大腦基底核區(qū)供血。然而血流方向改變過大會使得豆紋動脈起始端剪應力集中,從而導致破裂。為了證明豆紋動脈起始端的破裂與其構(gòu)型有關,本文建立了三種不同構(gòu)型的豆紋動脈模型,在其它邊界條件和參數(shù)保持相同的情況下進行數(shù)值模擬和分析。
【圖文】:
碩士學位論文 的研究相當重視,并投入了大量的人力物力,使得腦出血的發(fā)病率下降。國內(nèi)對于腦出血領域的研究還不成熟,,形勢依然嚴峻,相關的人力物力和支持力度有待加強。所以,為了向臨床提供參考,借方法分析腦出血的發(fā)病機理成為一種必要手段,并且取得了很好的要的參考意義。
圖 1.2 大腦中動脈與豆紋動脈的關系示意圖Fig.1.2 Schematic diagram of the relationship between the middle cerebralartery and the striate artery究意義底核區(qū)即豆紋動脈末端,是腦出血高發(fā)部位。豆紋動脈具有獨特的點,一是血流動力學特點,豆紋動脈從大腦中動脈以近似垂直的角S”形(圖 1.3 可以看出)進入基底核區(qū),要承受中動脈到毛細血管mHg 的巨大血壓差[9,10],加之垂直發(fā)出的構(gòu)型方式使得豆紋動脈根部流剪切力;二是特殊的力學邊界條件,腦出血主要以直徑為 150~6為主[11],并且越靠近腦室的血管,其內(nèi)外血壓差越明顯。確豆紋動脈容易發(fā)生出血的部位,研究這些部位的結(jié)構(gòu)特征,分析學特性和受力情況以及血液的流場特性,對于豆紋動脈破裂的預警在防治腦出血的過程中,早期的檢測和及時干預是控制豆紋動脈出措施。豆紋動脈破裂是一個持續(xù)的過程,最初是血管內(nèi)皮功能失調(diào)
【學位授予單位】:重慶大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2018
【分類號】:R743.3
本文編號:2635887
【圖文】:
碩士學位論文 的研究相當重視,并投入了大量的人力物力,使得腦出血的發(fā)病率下降。國內(nèi)對于腦出血領域的研究還不成熟,,形勢依然嚴峻,相關的人力物力和支持力度有待加強。所以,為了向臨床提供參考,借方法分析腦出血的發(fā)病機理成為一種必要手段,并且取得了很好的要的參考意義。
圖 1.2 大腦中動脈與豆紋動脈的關系示意圖Fig.1.2 Schematic diagram of the relationship between the middle cerebralartery and the striate artery究意義底核區(qū)即豆紋動脈末端,是腦出血高發(fā)部位。豆紋動脈具有獨特的點,一是血流動力學特點,豆紋動脈從大腦中動脈以近似垂直的角S”形(圖 1.3 可以看出)進入基底核區(qū),要承受中動脈到毛細血管mHg 的巨大血壓差[9,10],加之垂直發(fā)出的構(gòu)型方式使得豆紋動脈根部流剪切力;二是特殊的力學邊界條件,腦出血主要以直徑為 150~6為主[11],并且越靠近腦室的血管,其內(nèi)外血壓差越明顯。確豆紋動脈容易發(fā)生出血的部位,研究這些部位的結(jié)構(gòu)特征,分析學特性和受力情況以及血液的流場特性,對于豆紋動脈破裂的預警在防治腦出血的過程中,早期的檢測和及時干預是控制豆紋動脈出措施。豆紋動脈破裂是一個持續(xù)的過程,最初是血管內(nèi)皮功能失調(diào)
【學位授予單位】:重慶大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2018
【分類號】:R743.3
【參考文獻】
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本文編號:2635887
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