动脉旁瘤内超声多普勒血流信号的计算机仿真研究
发布时间：2020-12-30 17:10
动脉瘤是指动脉血管的局部退化扩张,它是一种常见的高危疾病。动脉瘤的持续膨胀增大可使瘤壁破裂,最终导致病人的死亡。如今,随着生物材料科技的发展,血管内支架植入技术在各种动脉瘤疾病的治疗中得到了越来越广泛的应用,取得了较好的疗效。目前,国内外已有各种关于无内支架和植入内支架的动脉瘤血流动力学数值计算研究,这些研究为了解动脉瘤区域的血液流场以及植入血管内支架后对动脉瘤血流运动状况的影响提供了一些理论参考,但在临床应用上还有一定的局限性。超声多普勒技术作为一种无损伤、可靠性高的诊断技术,已广泛使用于各种血管疾病的临床诊断中。本文希望通过计算机仿真超声多普勒血流信号,分析其频谱特性,能够从超声多普勒无损检测血流的角度,研究动脉旁瘤区域的血液流场变化以及植入血管内支架后动脉旁瘤内的血流运动状况。本文根据有限元分析(FEA)原理,采用基于计算流体动力学(CFD)模型的计算机仿真方法仿真超声多普勒血流信号。首先建立动脉旁瘤的有限元分析模型,然后利用有限元分析软件ANSYS进行血流流场的流体动力学数值计算,最后结合信号仿真算法通过MATLAB软件合成动脉旁瘤内超声多普勒血流信号,并对仿真信号进行频谱分析...
【文章来源】：复旦大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.5时变滤波器产生仿真多普勒信号的示意图
数值求解计算，得到稳恒流情况下的动脉旁瘤区域内的血流流场分布数据。首先，对动脉旁瘤模型进行有限元网格划分，本文采用拉格朗日法[36]进行划分，动脉旁瘤区域的网格划分如图2.2所示。在划分时，对不同区域进行不同密度的网格划分:对于血流状况比较复杂的区域，比如动脉旁瘤的两端，划分网格密度比较大，以保证数值计算结果准确。而其他区域的网格密度则可以相对较小，以减少计算次数，提高运算效率。图2.2动脉旁瘤模型的网格划分其次，基于该离散化后的网格结构模型，本文通过A刀sys软件FLOTRAN/CFD模块中的Sn以 pLE(these而 ~implicitmel五 odforPressure.linkedequations)算法[3刀对速度一压强条件进行反复迭代修正计算，以取得收敛的计算结果。
得到稳恒流情况下的动脉旁瘤区域内的血流流场分布数据，以图形化结果显示。作为例子，图2.3给出了梦二50%和Re二1200条件下的仿真结果。图2.3动脉旁瘤的血流流场分布(攀=50%，Re=12OO)2.3.1.2脉动流条件在脉动流情况下，血液流速随时间而变化，其流动的控制方程是Navie卜stokes方程和连续性方程[gl:争(“’伽1_=一一vP (2.3)V·节=O(2.4)此时控制方程的边界条件和初始条件为:a)在血管壁面上为无滑流条件节=o;b)在血管出口处，给定参考压强p=o;c)在血管入口处，给定血流的平均速度随时间变化，简化起见，一个心动周期的血管入口平均速度如图2.4所示。30朋邓琳趁加铭血流平均速度(cm抽，16一一:，/////\:3---时间(s)图2.4一个心动周期的血管入口平均速度
【参考文献】：
期刊论文
[1]腹主动脉瘤几何形态对血液动力学影响的三维数值分析[J]. 蔡彦,许世雄,景在平,梅志军,廖明芳,陆清声,袁良喜. 医用生物力学. 2008(02)
[2]支架治疗主动脉弓内侧动脉瘤的仿真研究[J]. 乔爱科,刘有军,张松. 生物医学工程学杂志. 2007(04)
[3]动脉瘤内流场以及瘤体尺寸的影响的数值研究[J]. 张研,张锡文,许尚栋. 应用力学学报. 2006(03)
[4]颅内动脉瘤的血液动力学二维数值模拟[J]. 戴建华,丁光宏,龚剑秋,杨新健,张晓龙. 复旦学报(自然科学版). 2004(03)
[5]颅内动脉旁瘤的血液动力学的三维数值模拟[J]. 温功碧,李俊修,陈伟. 北京大学学报(自然科学版). 2003(05)
[6]腹主动脉瘤中定常流动的三维数值模拟[J]. 陆柳,Chua LP,Yu SCM. 医用生物力学. 2003(02)
[7]非定常流动情况下Womersley数和Reynolds数对腹主动脉瘤流动的影响[J]. 陆柳,Chua LP,Yu SCM. 医用生物力学. 2003(02)
[8]涡流脉冲多普勒信号的计算机仿真研究[J]. 陈斯中,汪源源,王威琪. 声学学报. 2000(05)
[9]利用时变滤波器模拟多普勒信号[J]. 汪源源,PeterJ．Fish. 复旦学报(自然科学版). 1998(01)
本文编号：2947997
【文章来源】：复旦大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.5时变滤波器产生仿真多普勒信号的示意图
数值求解计算，得到稳恒流情况下的动脉旁瘤区域内的血流流场分布数据。首先，对动脉旁瘤模型进行有限元网格划分，本文采用拉格朗日法[36]进行划分，动脉旁瘤区域的网格划分如图2.2所示。在划分时，对不同区域进行不同密度的网格划分:对于血流状况比较复杂的区域，比如动脉旁瘤的两端，划分网格密度比较大，以保证数值计算结果准确。而其他区域的网格密度则可以相对较小，以减少计算次数，提高运算效率。图2.2动脉旁瘤模型的网格划分其次，基于该离散化后的网格结构模型，本文通过A刀sys软件FLOTRAN/CFD模块中的Sn以 pLE(these而 ~implicitmel五 odforPressure.linkedequations)算法[3刀对速度一压强条件进行反复迭代修正计算，以取得收敛的计算结果。
得到稳恒流情况下的动脉旁瘤区域内的血流流场分布数据，以图形化结果显示。作为例子，图2.3给出了梦二50%和Re二1200条件下的仿真结果。图2.3动脉旁瘤的血流流场分布(攀=50%，Re=12OO)2.3.1.2脉动流条件在脉动流情况下，血液流速随时间而变化，其流动的控制方程是Navie卜stokes方程和连续性方程[gl:争(“’伽1_=一一vP (2.3)V·节=O(2.4)此时控制方程的边界条件和初始条件为:a)在血管壁面上为无滑流条件节=o;b)在血管出口处，给定参考压强p=o;c)在血管入口处，给定血流的平均速度随时间变化，简化起见，一个心动周期的血管入口平均速度如图2.4所示。30朋邓琳趁加铭血流平均速度(cm抽，16一一:，/////\:3---时间(s)图2.4一个心动周期的血管入口平均速度
【参考文献】：
期刊论文
[1]腹主动脉瘤几何形态对血液动力学影响的三维数值分析[J]. 蔡彦,许世雄,景在平,梅志军,廖明芳,陆清声,袁良喜. 医用生物力学. 2008(02)
[2]支架治疗主动脉弓内侧动脉瘤的仿真研究[J]. 乔爱科,刘有军,张松. 生物医学工程学杂志. 2007(04)
[3]动脉瘤内流场以及瘤体尺寸的影响的数值研究[J]. 张研,张锡文,许尚栋. 应用力学学报. 2006(03)
[4]颅内动脉瘤的血液动力学二维数值模拟[J]. 戴建华,丁光宏,龚剑秋,杨新健,张晓龙. 复旦学报(自然科学版). 2004(03)
[5]颅内动脉旁瘤的血液动力学的三维数值模拟[J]. 温功碧,李俊修,陈伟. 北京大学学报(自然科学版). 2003(05)
[6]腹主动脉瘤中定常流动的三维数值模拟[J]. 陆柳,Chua LP,Yu SCM. 医用生物力学. 2003(02)
[7]非定常流动情况下Womersley数和Reynolds数对腹主动脉瘤流动的影响[J]. 陆柳,Chua LP,Yu SCM. 医用生物力学. 2003(02)
[8]涡流脉冲多普勒信号的计算机仿真研究[J]. 陈斯中,汪源源,王威琪. 声学学报. 2000(05)
[9]利用时变滤波器模拟多普勒信号[J]. 汪源源,PeterJ．Fish. 复旦学报(自然科学版). 1998(01)
本文编号：2947997
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/fangshe/2947997.html
