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相似文献
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1.
动脉粥样硬化引发的心血管疾病已成为疾病死亡的主要原因,动脉粥样硬化虽是一多因素疾病,但该疾病的局部性现象却与心血管系统的血流动力学特性有关。目前,人们在这一领域的研究重点主要集中于弄明局部应力,特别是流动剪切应力变化对动脉血管生理和病理的影响,本在综述血流动力学因素对动脉粥样硬化的影响的同时,根据实验研究提出了一些新的见解,认为血管内壁脂质浓度极化也是造成动脉粥样硬化的重要因素。  相似文献   

2.
利用血液流动的粘性不可压Navier-Stokes方程,采用有限元方法研究了分叉血管中动脉局部狭窄对血液流动的影响,分别对母血管壁有动脉狭窄病变和无病变时的血液流动进行了数值模拟。针对不同程度的动脉狭窄,得到了当狭窄度S分别为0.05、0.25、0.5时血液流动的流线图和压力图。一方面,从计算的压力图中可以看出当血液流经狭窄区域时,压力会迅速发生变化;另一方面,观察流线图可知,在血液流经狭窄的区域时会出现流动分离现象,产生涡的结构。根据上述结果,可以看出动脉局部狭窄会对血液流动产生很大的影响。动脉粥样硬化等某些血管疾病的发病机制和病变发展与血液流动的力学特征有密切关系。在动脉局部狭窄的初期,动脉狭窄邻近区域的血液几乎光滑地流过狭窄区,流动产生的分离小;随着狭窄区域半径的逐渐增大,血流流动产生比较明显的分离,在分离区内存在层流和回流;而当狭窄区域的半径进一步增大时,血管内血流流动分离区域扩大,而且在分离区内的血液流动会出现局部湍流。这种情况可能会使血液中的血小板、纤维蛋白、脂肪颗粒沉积,最终导致血流不畅或动脉粥样硬化等血管疾病。  相似文献   

3.
动脉分岔血管内膜增生过程的数值模拟   总被引:2,自引:0,他引:2  
内膜增生从发生到阻塞血管是一个复杂的变化过程,在这个过程中,内膜的增生、血管腔体形状的改变和血流动力学之间是相互影响的。为了研究这些变化,本文提出一种单元填充方法数值模拟了三维颈动脉分岔血管在低切应力作用下血管内膜增生的过程。该方法既可以克服节点移动方法所不可避免的内膜增生的不连续性,也可以避免网格重划分的困难。结果发现,如果单纯以切应力阈值作为内膜增生的判据,低切应力的作用将无法导致血管完全阻塞,但内膜增生和血流动力学之间的相互影响是可以通过数值方法进行模拟的。在本数值模拟中,内膜增生的过程分为"增厚"(先)和"扩展"(后)两个阶段,最大狭窄率为34.4%,发生在距血管分岔5mm处动脉窦的外侧壁面。其发生位置和形状与临床观察吻合。  相似文献   

4.
六十年代末期以来D.F.Young等人提出了各种数学力学模型对动脉狭窄区血液流动进行理论分析,寻求血流动力学诸因素的定量关系,力图为动脉粥样硬化的发展提供力学上的解释根据。动脉粥样硬化易发区通常在主动脉的较大分枝处及脑动脉和冠状动脉内,血流是脉动的,Reynolds数是O(1)或以上的量级。但D.F.Young等人的研究多数考虑定常流或小Reynolds数的流动,所得结果对动脉粥样硬化狭窄区的血流并不适合。本文考虑Reynolds数为O(1)的量级的冠状动脉狭窄区的脉动流,初步探讨早期动脉粥样硬化狭窄区的血流动力学机制。  相似文献   

5.
冠状动脉旁路移植管搭桥术后,常会产生血管再狭窄,导致手术失败,。这与移植管的几何结构及血流动力学是密切相关的。作为改进措施,作者提出了采用对称双路搭桥的设想。本文利用有限元分析方法,对冠状动脉搭桥术中对称双路移植管内的生理流动进行了数值仿真。计算了缝合区附近的流场、壁面切应力、压力等血流动力学因素在心动周期内的时空分布情况。计算结果表明,对称双路搭桥具有较好的血流动力学,可以改善血管流场状况和减轻再狭窄发生。这对临床手术计划是很有帮助和指导意义的。  相似文献   

6.
Taylor补丁对新型动脉旁路移植流场影响的数值分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
为了研究Taylor补丁对新型(S型)动脉旁路移植术中吻合口处流场的影响,使用数值方法研 究了采用Taylor补丁和未采用该补丁的两个S型旁路移植模型内流场的血流动力学差异. 对 流速、壁面切应力和切应力梯度等参数进行了比较分析. 结果表明,Taylor补丁对吻合口的 流场有显著影响. 采用Taylor补丁的模型其下游吻合口处的流场分布较未采用补丁的模型更 均匀,二次流平均流速减小约34.48%,壁面切应力梯度减小约52.22%,从壁面切应力 梯度方面分析,这将有助于改善血流动力学分布,抑制动脉粥样硬化. 但从壁面切应力值分 析,其动脉底部的壁面低切应力区明显增大,平均壁面切应力值减小30.33%,这又将促 使动脉粥样硬化. 因此,Taylor补丁是否对S型搭桥术具有治疗优越性,仅从血流动力学分 析尚不能定论,配合数值计算结果进行动物和临床实验研究是十分必要的.  相似文献   

7.
姬长金  贺缨 《力学学报》2012,44(3):591-599
Willis环是大脑侧枝循环的重要组成部分, 研究其血流动力学特性以及氧输运规律对脑缺血疾病的认知和预防有着非常重要的作用. 该文旨在利用一维血流动力学模型模拟整个Willis环的流量变化和压力分布, 并建立动脉内氧输运的一维模型以模拟Willis 环内氧分压的变化规律, 为研究脑组织内血液流动和氧输运打下基础. 首先, 基于弹性圆管内的一维非线性流动方程和状态方程建立血流动力学模型, 在一维对流扩散方程的基础上, 考虑由管腔向壁面的扩散和壁面细胞的新陈代谢消耗推导出氧输运特性方程. 通过 Lax-Wendroff两步法对血流动力学方程进行离散, 而在进行对流扩散方程的离散时, 则运用迎风格式. 通过数值计算得到了正常情况下Willis环各个血管任意位置的流量、压力和氧分压的变化曲线, 正常情况下各个位置的氧分压处于稳定的平衡状态. 最后, 还通过此模型进一步模拟了右侧颈内动脉狭窄对各个血管内流动的影响. 当狭窄程度达到80%时, 中脑动脉的流量和压力会明显下降, 造成其供应区域的血流减少. 同时, Willis环右侧血管内的氧分压会大大降低, 而左侧血管的氧分压会出现上升趋势, 但幅度要小于右侧血管降低的幅度.  相似文献   

8.
在脉动流条件下,用计算机数值模拟的方法对低密度脂蛋白(LDL)在动脉狭窄血管段内的质量传输进行了研究。计算结果表明.无论是在定常流还是在脉动流条件下.LDL都将聚积于血管狭窄处峰口附近的流动分离点,LDL壁面浓度在此处最高。在脉动流条件下,LDL在血流受扰动区的聚积高于定常流的值;而且.流动分离点处LDL壁面浓度峰值覆盖的区域也宽于定常流。本文所揭示出的LDL在血管狭窄处的质量传输现象可能在动脉粥样硬化的局部性和动脉狭窄的形成中起着很重要的作用。  相似文献   

9.
随着计算机成像技术的发展,计算机断层扫描(CT)和核磁共振(MRI)已经广泛应用于临床,特别是血管类疾病的诊断,比如动脉狭窄、血管瘤、血管畸形等。除了可以提供高分辨率的静态图像,先进的MRI技术还可以通过时间序列直接反映血流动力学的变化。而基于计算机成像和三维重建技术,血流动力学的参数又可以通过计算流体力学的方法进行详细的分析。如何将血流动力学参数和临床诊断相结合是近年来在转化医学领域研究的热点。文中将结合文献调研和作者自己的研究工作对基于医学图像的血流动力学分析进行综述,并探讨未来的研究方向。  相似文献   

10.
含动脉分支的体循环模拟实验系统   总被引:4,自引:0,他引:4  
本文首先建立了含分支动脉的血液体循环集中参数模型,在计算机仿真研究的基础上,设计、研制出含主要动脉分支的体循环模实验系统,系统由微机实施控制,数据采集与处理。实验结果表明它既可较好地模拟左心室、主动脉弓附近的血流动力学特性,同时又可较好地模拟左锁骨下动脉、挠动脉处的血流压力脉搏波基本特征。  相似文献   

11.
Aortic input impedance relates pressure to flow at the aortic entrance distal to the aortic valve. We designed the CircAdapt three-element model of this impedance, consisting of resistive wave impedance, arterial compliance and peripheral resistance. Direct association of the elements with physical properties facilitated incorporation of nonlinear elastic properties of wall material and adaptation of vessel geometry to mechanical load. Use of the CircAdapt impedance model is extended to all arterial and venous connections to the heart. After incorporation in the existing CircAdapt model of whole circulation dynamics, vascular geometry was determined by adaptation to hemodynamic load as generated by the CircAdapt model itself. Model generated vascular geometry and hemodynamics appear realistic. Since the same adaptation rules are used for arteries and veins, all vascular impedances are determined mainly by two parameters only. Thus, large changes in hemodynamic load, like exercise or hypertension, were simulated realistically without the need to change parameter values. Simulation of adaptation enables to predict consequences of chronic change in hemodynamics, e.g. due to pathology or proposed therapy.  相似文献   

12.
就我们所熟知,绝大部分正常动脉流,其血液的流动特性是属于层流范围,但随着弯曲和分 支部分会产生血液流之二次回流区,进而形成所谓近似非稳态流及紊流. 因此动脉流体的特 性会随动脉外形及条件的改变而改变. 在某些情形下,异常动脉的血液动力特性会造成动脉 的病变. 因此,近年来动脉血液流体的特性的研究,常着重于异常动脉的血液动力特性所形 成剪应力和病变部位动脉粥状硬化关系的探讨. 动脉血液流动经常包含分离流或二次回流运动,而这是流体力学的分析或数值模拟最困难的 部分. 有关分离流或二次回流的研究包括正常血管流和异常血管流,藉由二次回流的模拟与 测量可以观察血管病变的形成与演变,其中最受注目探讨题目是窄化血管如粥状斑块相关的 血液流动分析. 将回顾二维和三维、稳态、非稳态之动脉血流与窄化血管相关的几何外形作模拟研究和 实验. 并提供对血液动力学的研究方向,以作为未来医疗诊断与发展相关器材之参考.  相似文献   

13.
用计算机数值模拟的方法 ,对低密度脂蛋白 ( LDL)在动脉狭窄血管段内的质量传输进行了研究。计算结果表明 ,由于血管壁渗流的存在 ,LDL这样的脂质大分子会聚积在血管的内壁表面 ,发生一种工程上称为浓度极化的现象。LDL浓度在动脉狭窄口后的流动分离点出现峰值。该浓度峰值随雷诺数和动脉狭窄度的增加而呈逐渐下降的趋势。作者认为 ,该区域 LDL浓度的局部升高是引发动脉粥样硬化局部性和动脉狭窄产生的一个非常重要的原因。  相似文献   

14.
从"三十年河东三十年河西"这样的现象联想到人体循环系统中的血液流动。针对动脉粥样硬化、动脉瘤、主动脉夹层等常见的动脉血管病变,介绍了这些血管病变及其治疗方法中蕴含的生物力学机理,提示人们关注循环系统的健康。  相似文献   

15.
AN ANALYSIS MODEL OF PULSATILE BLOOD FLOW IN ARTERIES   总被引:3,自引:0,他引:3  
IntroductionTheperiodicallypulsatilebloodflowinthearterycausesthecircumferentialandaxialmotionoftheelasticbloodvesselandinturntheoscillationofthevesselaffectsthatofthebloodflow .Womersley[1]resolvedsuccessfullythisfluid_solidcouplingproblembysolvingbothlinearNavier_Stokesequationsandthemotionequationsofthethin_walledelastictubeandgainedtheexpressionsofthebloodflowvelocitiesandthevasculardisplacements.Histheoryhasbeenthebasisforthequantitativeanalysisoftherelationshipofthearterialstructureandi…  相似文献   

16.
Hemodynamic stresses are involved in the development and progression of vascular diseases. This study investigates the influence of mechanical factors on the hemodynamics of the curved coronary artery in an attempt to identify critical factors of non‐Newtonian models. Multiphase non‐Newtonian fluid simulations of pulsatile flow were performed and compared with the standard Newtonian fluid models. Different inlet hematocrit levels were used with the simulations to analyze the relationship that hematocrit levels have with red blood cell (RBC) viscosity, shear stress, velocity, and secondary flow. Our results demonstrated that high hematocrit levels induce secondary flow on the inside curvature of the vessel. In addition, RBC viscosity and wall shear stress (WSS) vary as a function of hematocrit level. Low WSS was found to be associated with areas of high hematocrit. These results describe how RBCs interact with the curvature of artery walls. It is concluded that although all models have a good approximation in blood behavior, the multiphase non‐Newtonian viscosity model is optimal to demonstrate effects of changes in hematocrit. They provide a better stimulation of realistic blood flow analysis. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

17.
IntroductionThefluiddynamicsofbloodcyclesystemplayanimportantroleinthepathogenesisofatherosclerosis.ThephysiologicalanatomyfoundthattheatherosclerosisappearsoftenatthebifurcationorcurvedflowareatoallkindsofRefs.[1 ,2 ] .Theshearstressvariesgreatlyinthoseareaandinfluencesthemacromoleculartransportacrossthebloodwall[3,4].Thus ,theinvestigationoftheflowandmacromoleculartransportinthesecomplexbloodvesselaandthecorrelationbetweenthemareinterestingtoresearchers.Intheseaspect,Liepschstudiedtheflowi…  相似文献   

18.
通过建立血管重建率方程对急性高血压引起的血管零应力状态重建进行模拟。为体现高血压血管重建在时间和空间上的不均匀性,在重建率方程中引入生长因子,对零应力状态血管的重建进程进行有效控制。以6只正常大鼠腹主动脉的重建为例,对该动脉段由急性高血压引起的重建进行数值模拟。结果表明,所模拟的6只大鼠急性高血压引起的腹主动脉重建都具有相类似的重建趋势和特征,说明所提出的血管重建方法对 急性高血压诱发血管重建的预测具有一定的普遍性。同时,由于在分析模型中引进反映重建非均匀性的生长因子,使得所模拟的重建进程能较好地符合急性高血压血管重建的基本生理病理特征。  相似文献   

19.
The problem of non-Newtonian and nonlinear blood flow through a stenosed artery is solved numerically where the non-Newtonian rheology of the flowing blood is characterised by the generalised Power-law model. An improved shape of the time-variant stenosis present in the tapered arterial lumen is given mathematically in order to update resemblance to the in vivo situation. The vascular wall deformability is taken to be elastic (moving wall), however a comparison has been made with nonlinear visco-elastic wall motion. Finite difference scheme has been used to solve the unsteady nonlinear Navier-Stokes equations in cylindrical coordinates system governing flow assuming axial symmetry under laminar flow condition so that the problem effectively becomes two-dimensional. The present analytical treatment bears the potential to calculate the rate of flow, the resistive impedance and the wall shear stress with minor significance of computational complexity by exploiting the appropriate physically realistic prescribed conditions. The model is also employed to study the effects of the taper angle, wall deformation, severity of the stenosis within its fixed length, steeper stenosis of the same severity, nonlinearity and non-Newtonian rheology of the flowing blood on the flow field. An extensive quantitative analysis is performed through numerical computations of the desired quantities having physiological relevance through their graphical representations so as to validate the applicability of the present model.  相似文献   

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