BPH微创术后尿道腔内流体力学模型构建与尿液流动形式的初步研究

发布时间：2020-07-07 06:09

【摘要】：目的:基于计算流体力学技术,探讨建立BPH微创术后尿道腔内二维流体力学模型的可行性,并初步观察尿液排出时的流动形式。方法:选取于我院经尿道前列腺铥激光剜除术后一月的成年男性(79岁,BMI 25.7,术前前列腺78.6g、IPP 4.7mm,术后第三天拔除尿管,无尿道狭窄表现)患者1名,知情同意后,受试者取直立位,探头置会阴处,顺前列腺部尿道纵径面采集排尿全程的超声图像及尿流率图形。以尿流率达Qmax所对应的B超图像,进行膀胱颈口纵径、前列腺部尿道前后径的测量(毫米,保留小数点后1位)。利用CAD软件对其进行二维数学建模,以该模型为研究对象,利用ICEM CFD软件对其进行网格化处理,使用Fluent 19.0软件对网格化模型进行流体分析,在二维流场图像上分区域观察模型中的尿液流动的方向、速度变化趋势;以前列腺部正中平面为基线,以尿道中心处为原点,绘制距离与尿液矢量流速的二维曲线图。结果:1.成功绘制一例可代表BPH微创术后尿道腔内结构的二维流体力学模型,获得了前列腺部尿道内液体流动的速度云图与矢量图;2.实验模型中液体流动速度在膀胱内为低速区,在前列腺部尿道内为加速区,在前尿道内为高速区;3.模型中前列腺部尿道边壁处出现明显的涡流现象;4.距离与尿液矢量流速的二维曲线图提示:涡流在前列腺部尿道直径缩小时有消失现象。结论:基于计算流体力学技术,建立BPH微创术后尿道腔内二维流体力学模型的方法可行,所观察尿液排出时流动形式的特点符合临床认知;前列腺部尿道涡流现象的数学推断,有望作为BPH微创术后排尿差异与并发症机制分析的理论基础。
【学位授予单位】：山西医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R699.8
【图文】：

图 1 经会阴矢状位后尿道 B 超图像1.3 工具选取计算机辅助设计软件（ComputerAidedDesign，CAD）、模型分析前处理软件 ICFD 和计算流体动力学软件 Fluent。1.4 建立模型应用 CAD 软件将已知数据进行绘图，建立 2D 模型（图 2）。

山西医科大学（博）硕士学位论文模拟流场用水作为流体介质，模拟低雷诺数的湍流工况，计算区域为整个面。选入口压力由计算迭代求得，方向垂直于入口平面，同样采用自由出流压力壁面取无滑移边界条件；流场尺寸以毫米为计量单位（图 4a）；整体；选用模拟选涡状中等复杂流动效果较好的 RNGk-e 方程[14]（图 4b），示为：

Fluent参数设定流程图

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本文编号：2744752