【摘要】：由于生產力的發(fā)展,人們的物質條件更為豐富多樣,生活方式習慣的變化,以及醫(yī)療科技的進步,心血管疾病的檢出率逐年增高,其中B型主動脈夾層是其中具有代表性的心血管疾病。B型主動脈夾層發(fā)生在降主動脈,血管內膜被撕裂形成破口,撕裂的內膜將正常血管一分為二,形成真腔與假腔兩個血流腔道。目前針對B型主動脈夾層的大量研究中,對主動脈夾層的長期演變機理及其對心血管病變的影響大多依賴臨床數(shù)據(jù)收集,無法進行有效的推斷和預防。大量研究表明血流動力學與B型主動脈夾層的發(fā)生發(fā)展有著密切的聯(lián)系。利用計算機數(shù)值仿真模擬血液流體力學分析是探討血流動力學在B型主動脈夾層發(fā)生發(fā)展治療中的重要研究手段,但根據(jù)人體CT掃描圖像進行B型主動脈夾層三維建模的難度較大。針對目前研究的B型主動脈夾層三維仿真模型種類單一、結構簡單、無法代表真實人體血管的情況,本文基于真實的B型主動脈夾層患者CT醫(yī)學影像資料,利用醫(yī)學圖像提取軟件Mimics,采用布爾運算的圖像差值算法,實現(xiàn)了三維模型的空腔化以及種類的多樣化,建立了正常主動脈血管模型、術前兩破口以及以三破口為代表的多破口模型、術后封堵近端破口模型以及封堵遠端破口模型,共五種三維仿真模型。在研究探討了血液流場數(shù)值計算以及有限元邊界加載的基礎數(shù)學模型理論的基礎上,利用流體力學有限元仿真分析軟件對建立的五種模型進行流速流線、壁面壓強及壁面剪切應力的分析。本文的研究成果如下:(1)提出了基于真實CT醫(yī)學影像資料的布爾運算圖像差值算法的三維建模及仿真技術,該技術可實現(xiàn)CT醫(yī)學影像的仿真模型構建及模型的空腔化。利用伯努利原理驗證其有限元仿真的結果,證明了利用Mimics軟件基于真實CT醫(yī)學影像資料構建三維模型的可行性、真實性以及有限元仿真的可靠性。(2)兩破口以及多破口的術前B型主動脈夾層有限元仿真結果表明,易在假腔的近端破口處形成紊亂的渦流,會繼續(xù)撕裂近端破口,且主動脈血管入口速度越大越容易形成紊亂的渦流。而真腔中不會出現(xiàn)紊亂的流線,血流流線平順規(guī)則。(3)兩破口與多破口的B型主動脈夾層有限元仿真分析發(fā)現(xiàn),多破口的主動脈夾層的真假腔的流速差、壁面壓強差較小,壁面剪切應力分布更均勻;兩破口B型主動脈夾層真假腔的流速差、壁面壓強差較大,壁面力學載荷分布不均勻,假腔會持續(xù)擠壓真腔,使真腔進一步變窄,導致假腔擴大或形成新的破口,即兩破口B型主動脈夾層有向多破口B型主動脈夾層發(fā)展的趨勢。(4)針對典型的兩破口 B型主動脈夾層,分別通過有限元分析封堵近端破口以及遠端破口兩種方案。結果表明應優(yōu)先選擇封堵近端破口,封堵近端破口后假腔內的壁面壓強以及壁面剪切應力均降低,有助于使假腔隔離并血栓化,改善恢復真腔的供血功能。而封堵遠端破口,雖然假腔內無法形成血流通路,但導致假腔內壓強增大,有擴大假腔形成新的破口的風險。
【圖文】：

根據(jù)撕裂方向不同，形成不同的夾層范圍，這時會出現(xiàn)兩種情況。逡逑Ｓｔａｎｆｏｒｄ大學的學者們ｔ３４％根據(jù)內膜撕裂的不同范圍結合手術需要，將主動脈逡逑夾層分為Ａ、Ｂ兩型。如圖１．３，其中夾層朝著心臟方向撕裂，出現(xiàn)升主動脈夾層，逡逑臨床上稱為Ａ型夾層（Ｓｔａｎｆｏｒｄ邋Ａ型）。由于升主動脈與心臟相連接，一旦累及心逡逑臟可引起災難性的致命并發(fā)癥：夾層血流破入心包引起心包填塞（心臟具有彈性的逡逑雙層外衣中間充滿血液，緊緊包裹住心臟，將使心臟無法跳動）；夾層撕裂至冠狀逡逑動脈開口大概率導致急性心梗（破壞給心臟供應血液的血管，使心肌細胞缺血壞死逡逑５逡逑

Ｕ邐＾逡逑正常動脈邐夾層形成逡逑圖１－２正常主動脈與主動脈夾層逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｎｏｒｍａｌ邋ａｏｒｔｉｃ邋ａｎｄ邋ａｏｒｔｉｃ邋ｄｉｓｓｅｃｔｉｏｎ逡逑高血壓是主動脈夾層最主要的致病外因［３２］，７０％？９０％的主動脈夾層患者本逡逑身有不同程度的高血壓。而引起主動脈壁“強度”發(fā)生問題的內因則有多種可能，逡逑主要包括：先天的動脈壁強度不足，如比較有名的馬凡氏綜合征（Ｍａｒｆａｎ邋Ｓｙｎｄｒｏｍｅ），逡逑其他疾病引起的動脈壁“勞損老化”，如動脈粥樣硬化、糖尿病等。逡逑１．４．２邋Ａ、Ｂ型主動脈夾層分類逡逑主動脈自心臟發(fā)出后［３３］，先向上到達上胸部（升主動脈段），，然后向左向下彎逡逑折貼著脊柱前緣一路向下走去（降主動脈段），沿途發(fā)出給各個臟器供應血液的分逡逑支，最后到達下腹部兵分兩路走向雙腿，像一枚巨大的問號形狀。血流無論在主動逡逑脈沿途何處破入動脈壁后
【學位授予單位】：廣西大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：R543.1;TP391.9

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 劉秀英;閆德寶;;一種未血管化腫瘤生長模型整體解的證明[J];數(shù)學的實踐與認識;2015年19期

2 徐又為;丁光宏;;模擬卒中腦血流和心室做功變化的動力學模型[J];中國生物醫(yī)學工程學報;2013年03期

3 易定華;段維勛;;中國主動脈夾層診療現(xiàn)狀與展望[J];中國循環(huán)雜志;2013年01期

4 劉有軍;喬愛科;;血流動力學及其醫(yī)學應用[J];醫(yī)用生物力學;2012年05期

5 劉明;劉肖;康紅艷;鄧小燕;;主動脈處的血流動力學特性及其生理意義[J];醫(yī)用生物力學;2012年05期

6 李薇;張義翠;;11例主動脈夾層誤診原因的分析[J];中國醫(yī)藥指南;2012年21期

7 王文全;閆妍;張承磊;;DeBakeyⅢ型胸主動脈夾層血液脈動流的數(shù)值模擬[J];北京工業(yè)大學學報;2012年06期

8 姜宗來;鄧小燕;;心血管系統(tǒng)的發(fā)展趨勢[J];透析與人工器官;2011年03期

9 范瑞新;;主動脈夾層的治療對策[J];嶺南心血管病雜志;2011年01期

10 禹紀紅;黃連軍;蔣世良;金敬琳;呂濱;常宗平;;CT血管造影診斷B型主動脈夾層再破口[J];中國醫(yī)學影像技術;2009年12期

相關會議論文 前2條

1 李小青;;醫(yī)學中的流體力學應用研究綜述[A];2018年全國工業(yè)流體力學會議論文集[C];2018年

2 姜宗來;;力學生物學及其在血管領域的研究[A];國家自然科學基金委員會數(shù)理科學部生物力學高級講習班（講演綱要）[C];2008年

相關碩士學位論文 前6條

1 張國威;個性化主動脈夾層的血液動力學特性研究[D];昆明理工大學;2017年

2 黃雪玲;未血管化腫瘤生長的多相流模型[D];廣東工業(yè)大學;2017年

3 裕曉玲;主動脈夾層的發(fā)病及死亡的相關因素的回顧性分析[D];吉林大學;2016年

4 李言芝;B型主動脈夾層血液流動數(shù)值模擬分析[D];蘭州理工大學;2011年

5 楊曉冬;主動脈夾層的血流動力學初步研究[D];中國人民解放軍軍醫(yī)進修學院;2010年

6 李超雷;動脈壁動態(tài)性質的實驗研究[D];北京工業(yè)大學;2002年

本文編號：2596572