考慮紅細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的個(gè)體化主動(dòng)脈夾層大規(guī)模多相流數(shù)值模擬及危害分析
發(fā)布時(shí)間:2022-10-09 19:33
主動(dòng)脈夾層(Aortic Dissection,AD)是主動(dòng)脈腔內(nèi)血液通過(guò)主動(dòng)脈管壁上的內(nèi)膜撕裂口進(jìn)入主動(dòng)脈中膜外層或中外膜交界處的一種疾病,具有假腔易破損,破損易致死的特點(diǎn)。通過(guò)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)與計(jì)算流體力學(xué)(Computational Fluid Dynamics,CFD)的結(jié)合,對(duì)主動(dòng)脈夾層血流進(jìn)行數(shù)值模擬,分析血流動(dòng)力學(xué)行為,對(duì)臨床判斷和疾病防治具有重要意義。使用多相流方法模擬主動(dòng)脈夾層內(nèi)血液流動(dòng),是計(jì)算流體力學(xué)應(yīng)用于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的新成果。本文基于一例De Bakey Ⅲ型主動(dòng)脈夾層患者斷層掃描圖像構(gòu)建計(jì)算模型,使用拉格朗日多相流對(duì)血流進(jìn)行動(dòng)態(tài)數(shù)值模擬,探索主動(dòng)脈夾層血流的動(dòng)力學(xué)行為,進(jìn)而從力學(xué)視角分析主動(dòng)脈夾層易破損的位置,從紅細(xì)胞視角解釋主動(dòng)脈夾層破裂的原因及危害,從防治視角總結(jié)多種固相物在主動(dòng)脈夾層內(nèi)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。研究成果為主動(dòng)脈夾層的防治提供有益參考,具有臨床意義。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:一、介紹了主動(dòng)脈夾層的基本信息,包括主動(dòng)脈夾層的定義與分類、危害與治療手段,回顧了國(guó)內(nèi)外對(duì)主動(dòng)脈夾層數(shù)值模擬的進(jìn)展,由此提出本文的主要研究方向和臨床意義,解釋了選擇多相流模擬的優(yōu)勢(shì)與使用大規(guī)模計(jì)算的...
【文章頁(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.1.1 課題來(lái)源
1.1.2 主動(dòng)脈夾層簡(jiǎn)介
1.1.3 主動(dòng)脈夾層的分類
1.1.4 主動(dòng)脈夾層的診斷和治療
1.1.5 主動(dòng)脈夾層血液流動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展
1.2 本文的主要研究?jī)?nèi)容
1.3 本章小結(jié)
第二章 幾何模型的建立與網(wǎng)格劃分
2.1 引言
2.2 幾何模型的構(gòu)建
2.2.1 幾何模型的構(gòu)建方法
2.2.2 幾何模型構(gòu)建流程
2.2.3 斷層掃描圖像的獲得和導(dǎo)入
2.2.4 斷層掃描圖的自動(dòng)分割
2.2.5 斷層掃描圖的手動(dòng)分割
2.2.6 三維模型的重建、調(diào)試與優(yōu)化
2.2.7 幾何形態(tài)分析
2.3 模型的網(wǎng)格劃分與邊界條件的設(shè)置
2.3.1 網(wǎng)格劃分
2.3.2 邊界條件
2.4 本章小結(jié)
第三章 控制方程與求解方法
3.1 引言
3.2 物理參數(shù)
3.3 流體控制方程
3.4 控制方程的有限體積離散
3.5 湍流模型
3.6 求解方法
3.7 多相流方程
3.8 本章小結(jié)
第四章 主動(dòng)脈夾層血流動(dòng)力學(xué)行為及仿真分析
4.1 引言
4.2 速度場(chǎng)分析
4.2.1 入口速度分析
4.2.2 速度矢量分析
4.2.3 速度流線分析
4.3 壓力分析
4.3.1 壁面壓力分析
4.3.2 壁面壓力極值分析
4.4 壁面切應(yīng)力分析
4.4.1 壁面切應(yīng)力分布分析
4.4.2 最大壁面切應(yīng)力分析
4.4.3 壁面切應(yīng)力極值分析
4.5 本章小結(jié)
第五章 主動(dòng)脈夾層紅細(xì)胞運(yùn)動(dòng)分析
5.1 引言
5.2 紅細(xì)胞分布分析
5.3 紅細(xì)胞運(yùn)動(dòng)分析
5.4 本章小結(jié)
第六章 血液內(nèi)其他尺寸固相物運(yùn)動(dòng)規(guī)律
6.1 引言
6.2 軌跡時(shí)間對(duì)比
6.3 軌跡速度對(duì)比
6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
7.1 總結(jié)
7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]主動(dòng)脈夾層臨床表現(xiàn)特征及早期診斷與治療探討[J]. 陳福梅. 現(xiàn)代診斷與治療. 2017(12)
[2]急性主動(dòng)脈夾層院內(nèi)死亡的危險(xiǎn)因素[J]. 胡敏,呂強(qiáng),劉惠亮,於四軍. 中華高血壓雜志. 2017(04)
[3]41例主動(dòng)脈夾層的院外救治及急救銜接[J]. 周濤,段政萍,李樹(shù)炎. 中國(guó)急救復(fù)蘇與災(zāi)害醫(yī)學(xué)雜志. 2017 (03)
[4]血流動(dòng)力學(xué)模型及應(yīng)用研究[J]. 王娜,陳國(guó)棟. 數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí). 2016(16)
[5]合并高血壓的急性主動(dòng)脈夾層患者的臨床特征及預(yù)后[J]. 陳昭然,黃畢,樊曉寒,陸海松,趙振華,惠汝太,楊艷敏,朱俊,張澍. 中華心血管病雜志. 2016 (03)
[6]左冠狀動(dòng)脈內(nèi)兩相血流動(dòng)力學(xué)分析[J]. 殷艷飛,劉瑩,章德發(fā),王夢(mèng)洪. 中國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志. 2015(06)
[7]Stanford B型主動(dòng)脈夾層治療的臨床觀察[J]. 喬帥,魏民新,付強(qiáng). 天津醫(yī)藥. 2015(06)
[8]以顱內(nèi)靜脈竇血栓形成首發(fā)的真性紅細(xì)胞增多癥10例臨床分析[J]. 黃剛,梅竹君,高幼奇,謝旭芳,張昆南,吳曉牧. 中風(fēng)與神經(jīng)疾病雜志. 2015(03)
[9]T型分叉管內(nèi)牛頓與非牛頓血流特性對(duì)比分析[J]. 章德發(fā),劉瑩,史皓良,張智亮. 中國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志. 2015(02)
[10]基于炎癥反應(yīng)變化程度的主動(dòng)脈夾層病程分期的初步探討[J]. 肖正華,古君,胡佳,錢宏,張爾永,石應(yīng)康,蒙煒. 中國(guó)胸心血管外科臨床雜志. 2014(06)
碩士論文
[1]胸主動(dòng)脈夾層血液兩相流動(dòng)數(shù)值模擬[D]. 曾宇杰.浙江大學(xué) 2017
[2]動(dòng)脈血管力學(xué)模型及損傷機(jī)制研究[D]. 胡文超.重慶大學(xué) 2016
[3]個(gè)性化主動(dòng)脈夾層及其搭橋術(shù)的流固耦合數(shù)值模擬研究[D]. 殷文聰.北京工業(yè)大學(xué) 2014
[4]法洛四聯(lián)癥改進(jìn)BT手術(shù)的流固耦合數(shù)值模擬研究[D]. 王楓.北京工業(yè)大學(xué) 2013
[5]激光拉曼光譜成像系統(tǒng)的研制及其應(yīng)用[D]. 孟令晶.廣西師范大學(xué) 2011
[6]肺動(dòng)脈及其分支血液動(dòng)力學(xué)的數(shù)值模擬研究[D]. 闞麗麗.浙江大學(xué) 2011
[7]基于線陣CCD的高速數(shù)據(jù)采集和血液流速檢測(cè)系統(tǒng)[D]. 邵佩.重慶大學(xué) 2009
本文編號(hào):3689229
【文章頁(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.1.1 課題來(lái)源
1.1.2 主動(dòng)脈夾層簡(jiǎn)介
1.1.3 主動(dòng)脈夾層的分類
1.1.4 主動(dòng)脈夾層的診斷和治療
1.1.5 主動(dòng)脈夾層血液流動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展
1.2 本文的主要研究?jī)?nèi)容
1.3 本章小結(jié)
第二章 幾何模型的建立與網(wǎng)格劃分
2.1 引言
2.2 幾何模型的構(gòu)建
2.2.1 幾何模型的構(gòu)建方法
2.2.2 幾何模型構(gòu)建流程
2.2.3 斷層掃描圖像的獲得和導(dǎo)入
2.2.4 斷層掃描圖的自動(dòng)分割
2.2.5 斷層掃描圖的手動(dòng)分割
2.2.6 三維模型的重建、調(diào)試與優(yōu)化
2.2.7 幾何形態(tài)分析
2.3 模型的網(wǎng)格劃分與邊界條件的設(shè)置
2.3.1 網(wǎng)格劃分
2.3.2 邊界條件
2.4 本章小結(jié)
第三章 控制方程與求解方法
3.1 引言
3.2 物理參數(shù)
3.3 流體控制方程
3.4 控制方程的有限體積離散
3.5 湍流模型
3.6 求解方法
3.7 多相流方程
3.8 本章小結(jié)
第四章 主動(dòng)脈夾層血流動(dòng)力學(xué)行為及仿真分析
4.1 引言
4.2 速度場(chǎng)分析
4.2.1 入口速度分析
4.2.2 速度矢量分析
4.2.3 速度流線分析
4.3 壓力分析
4.3.1 壁面壓力分析
4.3.2 壁面壓力極值分析
4.4 壁面切應(yīng)力分析
4.4.1 壁面切應(yīng)力分布分析
4.4.2 最大壁面切應(yīng)力分析
4.4.3 壁面切應(yīng)力極值分析
4.5 本章小結(jié)
第五章 主動(dòng)脈夾層紅細(xì)胞運(yùn)動(dòng)分析
5.1 引言
5.2 紅細(xì)胞分布分析
5.3 紅細(xì)胞運(yùn)動(dòng)分析
5.4 本章小結(jié)
第六章 血液內(nèi)其他尺寸固相物運(yùn)動(dòng)規(guī)律
6.1 引言
6.2 軌跡時(shí)間對(duì)比
6.3 軌跡速度對(duì)比
6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
7.1 總結(jié)
7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]主動(dòng)脈夾層臨床表現(xiàn)特征及早期診斷與治療探討[J]. 陳福梅. 現(xiàn)代診斷與治療. 2017(12)
[2]急性主動(dòng)脈夾層院內(nèi)死亡的危險(xiǎn)因素[J]. 胡敏,呂強(qiáng),劉惠亮,於四軍. 中華高血壓雜志. 2017(04)
[3]41例主動(dòng)脈夾層的院外救治及急救銜接[J]. 周濤,段政萍,李樹(shù)炎. 中國(guó)急救復(fù)蘇與災(zāi)害醫(yī)學(xué)雜志. 2017 (03)
[4]血流動(dòng)力學(xué)模型及應(yīng)用研究[J]. 王娜,陳國(guó)棟. 數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí). 2016(16)
[5]合并高血壓的急性主動(dòng)脈夾層患者的臨床特征及預(yù)后[J]. 陳昭然,黃畢,樊曉寒,陸海松,趙振華,惠汝太,楊艷敏,朱俊,張澍. 中華心血管病雜志. 2016 (03)
[6]左冠狀動(dòng)脈內(nèi)兩相血流動(dòng)力學(xué)分析[J]. 殷艷飛,劉瑩,章德發(fā),王夢(mèng)洪. 中國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志. 2015(06)
[7]Stanford B型主動(dòng)脈夾層治療的臨床觀察[J]. 喬帥,魏民新,付強(qiáng). 天津醫(yī)藥. 2015(06)
[8]以顱內(nèi)靜脈竇血栓形成首發(fā)的真性紅細(xì)胞增多癥10例臨床分析[J]. 黃剛,梅竹君,高幼奇,謝旭芳,張昆南,吳曉牧. 中風(fēng)與神經(jīng)疾病雜志. 2015(03)
[9]T型分叉管內(nèi)牛頓與非牛頓血流特性對(duì)比分析[J]. 章德發(fā),劉瑩,史皓良,張智亮. 中國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志. 2015(02)
[10]基于炎癥反應(yīng)變化程度的主動(dòng)脈夾層病程分期的初步探討[J]. 肖正華,古君,胡佳,錢宏,張爾永,石應(yīng)康,蒙煒. 中國(guó)胸心血管外科臨床雜志. 2014(06)
碩士論文
[1]胸主動(dòng)脈夾層血液兩相流動(dòng)數(shù)值模擬[D]. 曾宇杰.浙江大學(xué) 2017
[2]動(dòng)脈血管力學(xué)模型及損傷機(jī)制研究[D]. 胡文超.重慶大學(xué) 2016
[3]個(gè)性化主動(dòng)脈夾層及其搭橋術(shù)的流固耦合數(shù)值模擬研究[D]. 殷文聰.北京工業(yè)大學(xué) 2014
[4]法洛四聯(lián)癥改進(jìn)BT手術(shù)的流固耦合數(shù)值模擬研究[D]. 王楓.北京工業(yè)大學(xué) 2013
[5]激光拉曼光譜成像系統(tǒng)的研制及其應(yīng)用[D]. 孟令晶.廣西師范大學(xué) 2011
[6]肺動(dòng)脈及其分支血液動(dòng)力學(xué)的數(shù)值模擬研究[D]. 闞麗麗.浙江大學(xué) 2011
[7]基于線陣CCD的高速數(shù)據(jù)采集和血液流速檢測(cè)系統(tǒng)[D]. 邵佩.重慶大學(xué) 2009
本文編號(hào):3689229
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