人體頸動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)數(shù)值計(jì)算和分析.pdf

1、2007年中國衛(wèi)生部的疾病死亡率統(tǒng)計(jì)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(dòng)力學(xué)研究之中。臨床研究已經(jīng)證實(shí)，血管疾病容易發(fā)生在血管分叉處。頸內(nèi)動(dòng)脈和頸外動(dòng)脈均起源于頸總動(dòng)脈，同時(shí)在頸動(dòng)脈分叉處還有呈膨大狀的頸動(dòng)脈竇，特殊的生理幾何結(jié)構(gòu)是血管疾病如動(dòng)脈硬化的好發(fā)部位。
　　隨著計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的不斷發(fā)展，流體動(dòng)力學(xué)數(shù)值計(jì)算技術(shù)也越來越成熟。計(jì)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(dòng)力學(xué)重要的研究方法。對于血流的數(shù)值計(jì)算，需要考慮血流的特殊性質(zhì)，血流動(dòng)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(dòng)量守恒和能量守恒定律。
　　通過計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算無斑塊頸動(dòng)脈模型和有斑塊頸動(dòng)脈模型，分析無斑塊模型頸動(dòng)脈竇部的剪切應(yīng)力在一個(gè)心動(dòng)周期里隨時(shí)間的變化情況

3、，從而確定頸動(dòng)脈斑塊建立的位置。觀察無斑塊模型頸動(dòng)脈竇部的血流速度場，分析渦流形成和消失的時(shí)刻，并且比較和分析兩種模型頸內(nèi)動(dòng)脈和頸外動(dòng)脈的血流量的分布情況。本文的實(shí)驗(yàn)表明，無斑塊模型頸動(dòng)脈竇部的剪切應(yīng)力在一個(gè)心動(dòng)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(dòng)脈模型頸內(nèi)動(dòng)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(dòng)脈的血流阻力在舒張期明顯