人體頸動脈血流動力學(xué)數(shù)值計算和分析.pdf

1、2007年中國衛(wèi)生部的疾病死亡率統(tǒng)計表明，心血管疾病已經(jīng)成為人類健康的主要威脅之一，目前已經(jīng)有越來越多的科研人員投入到心血管動力學(xué)研究之中。臨床研究已經(jīng)證實，血管疾病容易發(fā)生在血管分叉處。頸內(nèi)動脈和頸外動脈均起源于頸總動脈，同時在頸動脈分叉處還有呈膨大狀的頸動脈竇，特殊的生理幾何結(jié)構(gòu)是血管疾病如動脈硬化的好發(fā)部位。
　　隨著計算流體動力學(xué)的不斷發(fā)展，流體動力學(xué)數(shù)值計算技術(shù)也越來越成熟。計算流體技術(shù)與醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像技術(shù)相結(jié)合，即工程技

2、術(shù)和醫(yī)學(xué)相結(jié)合，是研究心血管血流動力學(xué)重要的研究方法。對于血流的數(shù)值計算，需要考慮血流的特殊性質(zhì)，血流動力粘度，溫度，重力，牛頓流體還是非牛頓流體等。在有限元仿真軟件ANSYS的CFX模塊里，數(shù)值求解的過程即是求解納維——斯托克斯方程組，在求解的過程中，遵守三大守恒定律，即質(zhì)量守恒、動量守恒和能量守恒定律。
　　通過計算機數(shù)值計算無斑塊頸動脈模型和有斑塊頸動脈模型，分析無斑塊模型頸動脈竇部的剪切應(yīng)力在一個心動周期里隨時間的變化情況

3、，從而確定頸動脈斑塊建立的位置。觀察無斑塊模型頸動脈竇部的血流速度場，分析渦流形成和消失的時刻，并且比較和分析兩種模型頸內(nèi)動脈和頸外動脈的血流量的分布情況。本文的實驗表明，無斑塊模型頸動脈竇部的剪切應(yīng)力在一個心動周期中幾乎最小，并且從收縮期下降期開始，速度渦流場開始形成，渦流半徑也逐漸增大，直至舒張期t=0.4 s左右，渦流基本上才結(jié)束。有斑塊頸動脈模型頸內(nèi)動脈的血流量和無斑塊模型相比，血流量減少，并且有斑塊頸動脈的血流阻力在舒張期明顯