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窦部结构对静脉瓣膜血流动力学功能影响的数值仿真研究
1
作者 李杰 黎健明 +2 位作者 王志红 党一平 王盛章 《医用生物力学》 北大核心 2025年第1期34-40,共7页
目的构建包含静脉窦以及不包含静脉窦的两种不同结构的静脉模型,利用流固耦合仿真研究静脉窦结构对于下肢静脉系统血液流动的影响,分析静脉窦结构在静脉瓣开闭过程中的作用。方法基于超声图像和动物解剖图像,使用建模软件建立两种不同... 目的构建包含静脉窦以及不包含静脉窦的两种不同结构的静脉模型,利用流固耦合仿真研究静脉窦结构对于下肢静脉系统血液流动的影响,分析静脉窦结构在静脉瓣开闭过程中的作用。方法基于超声图像和动物解剖图像,使用建模软件建立两种不同结构的静脉系统三维几何模型,通过浸没边界法完成静脉瓣膜的流固耦合仿真,以获取瓣膜形态变化和流线分布、壁面剪切力分布、Q准则强度分布等血流动力学参数。结果带窦模型的瓣膜几何开口面积大于无窦模型。血液流线的分布证明了窦区涡流与血管内螺旋流的存在。同端的静脉瓣对上呈现不对称的壁面剪切力分布,带窦模型静脉瓣背面的高壁面剪切力区域和远、近心端瓣膜间的Q准则强度均小于无窦模型。结论静脉窦结构有助于静脉瓣膜的打开,对螺旋流动有一定的削弱作用,但螺旋流动模式有利于静脉窦区涡流的产生。静脉窦对静脉系统中的血流动力学有着重要影响,在静脉瓣的研究中应将静脉窦结构作为不可或缺的部分。 展开更多
关键词 静脉 正交静脉瓣膜 静脉窦 流固耦合仿真 血流动力学
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开窗技术与平行支架技术治疗主动脉弓部病变的血流动力学研究 被引量：3
2
作者 卢楷 孙晓凡 +4 位作者 彭臣 司逸 单艳 符伟国 王盛章 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期360-367,共8页
目的研究胸主动脉腔内修复术中开窗技术与平行支架技术对主动脉弓及弓上血管的血流动力学影响,并对比不同术式的差异。方法研究4例采用不同术式(开窗技术、烟囱技术和潜望镜技术)重建弓上分支的主动脉弓部病变患者,通过随访影像数据建... 目的研究胸主动脉腔内修复术中开窗技术与平行支架技术对主动脉弓及弓上血管的血流动力学影响,并对比不同术式的差异。方法研究4例采用不同术式(开窗技术、烟囱技术和潜望镜技术)重建弓上分支的主动脉弓部病变患者,通过随访影像数据建立三维几何模型。将二维相位对比磁共振成像测量的血流量作为升主动脉入口和弓上血管出口的边界条件。使用3单元Windkessel模型获得降主动脉出口的压力波形作为边界条件。通过计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真获得弓上血管压力、分支支架入口速度矢量以及相对滞留时间等血流动力学参数。结果潜望镜支架的压力变化最大,其次是开窗支架,烟囱支架的压力变化最小。开窗支架和潜望镜支架的入口流速不均匀,容易形成涡流,烟囱支架入口流速均匀。开窗支架外壁远心侧、“沟槽”部位、烟囱支架和潜望镜支架与血管壁贴合处相对滞留时间偏大。结论开窗支架和潜望镜支架内外壁压差较大,建议使用球扩支架。烟囱支架内外壁压差较小,建议使用自膨支架。本文预测的术后血栓形成位置与临床随访数据较为一致,故有可能用于主动脉弓部病变介入治疗的手术规划和风险评估。 展开更多
关键词 开窗技术 平行支架技术 计算流体动力学 主动脉弓部病变 Windkessel模型
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基于病人特异性模型的经导管主动脉瓣置换术仿真研究——球扩式介入瓣膜与自膨式介入瓣膜的对比
3
作者 黎健明 颜文涛 +2 位作者 王盛章 王文硕 魏来 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期449-449,共1页
目的经导管主动脉瓣置换术(TAVR)是治疗主动脉狭窄的微创介入方案。复杂的TAVR术后并发症与植入的瓣膜类型表现出相关性,其内在作用机制对临床术前规划有指导作用。建立TAVR的数值研究方法,对比球扩式瓣膜和自膨式瓣膜的植入差异,对术... 目的经导管主动脉瓣置换术(TAVR)是治疗主动脉狭窄的微创介入方案。复杂的TAVR术后并发症与植入的瓣膜类型表现出相关性,其内在作用机制对临床术前规划有指导作用。建立TAVR的数值研究方法,对比球扩式瓣膜和自膨式瓣膜的植入差异,对术后结果进行预测。方法基于CT扫描的病人影像数据建立起完整的主动脉模型,包括主动脉根、主动脉瓣和钙化组织,分别使用两种瓣膜(球扩式瓣膜和自膨式瓣膜)进行模拟植入,并通过流固耦合的方法研究术后瓣膜的功能。 展开更多
关键词 经导管主动脉瓣置换术 主动脉狭窄 微创介入 钙化组织 主动脉瓣 CT扫描 术后并发症 瓣膜
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基于超声-光声多模态成像仪器的骨结构及成分高分辨率表征方法 被引量：1
4
作者 谢强 李博艺 +2 位作者 杨春山 韩帅 他得安 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期177-187,共11页
早期诊断和治疗骨质疏松症能显著降低骨折风险。骨组织物理结构和生化成分的影像学检查对骨质疏松症的诊断具有重要意义。为了克服基于射线的骨骼健康检查技术存在电离辐射,无法表征骨组织生化成分等问题,本文设计了一套超声-光声多模... 早期诊断和治疗骨质疏松症能显著降低骨折风险。骨组织物理结构和生化成分的影像学检查对骨质疏松症的诊断具有重要意义。为了克服基于射线的骨骼健康检查技术存在电离辐射,无法表征骨组织生化成分等问题,本文设计了一套超声-光声多模态成像仪器。该仪器由波长实时可调的激光器、多模时序控制器、超声数据采集与控制器、高速数据交换与传输模块组成,利用时分复用和异步成像策略原位采集超声和光声信号,结合高分辨率成像算法获得骨组织的超声-光声影像。松质骨仿体和牛松质骨的离体试验以及手指关节在体试验结果表明,所提出的超声-光声多模态成像仪器在骨质疏松症的诊断中具有潜在的应用价值,为全面评价骨骼健康的临床研究奠定了基础。 展开更多
关键词 骨质疏松 超声-光声成像仪 骨结构及成分表征 高分率骨成像
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基于实验设计的肺动脉带瓣外管道瓣叶形貌优化
5
作者 郑小凡 冯勇 +3 位作者 蔡云寒 颜文涛 张惠锋 王盛章 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期639-639,共1页
目的本研究旨在验证肺动脉带瓣外管道的临床有效性,并评估瓣叶形貌优化对血流动力表现的影响,根据实验设计(DOE)和体外研究为带瓣外管道的临床方案优化提供理论依据。方法进行带瓣外管道的体外动力学实验,以验证手术的有效性。建立并验... 目的本研究旨在验证肺动脉带瓣外管道的临床有效性,并评估瓣叶形貌优化对血流动力表现的影响,根据实验设计(DOE)和体外研究为带瓣外管道的临床方案优化提供理论依据。方法进行带瓣外管道的体外动力学实验,以验证手术的有效性。建立并验证了带瓣外管道的计算模型,在此基础上采用全因子DOE实验设计来评估瓣叶裁剪参数对血流动力学参数的影响。结果肺动脉带瓣外管道的临床有效性得到了有效验证,经过研究发现,瓣叶裁剪参数与瓣膜假体血流动力学特性显著相关。在目标心输出量3.5 L/min条件下,瓣叶裁剪优化后的最大流速降低了3.79%,最大等效应变减小了45.18%,瓣叶接合面积减少了66.57%。结论基于计算模型的体外试验和DOE研究,根据所选人工血管直径,通过成比例地降低自由边长度,并适当控制瓣叶高度,有助于降低瓣叶上的应力,并降低舒张期时瓣叶交叠冗余造成的反流,而不会显著影响其他血流动力学参数。 展开更多
关键词 血流动力学参数 血管直径 临床有效性 舒张期 形貌优化 心输出量 瓣叶 体外试验
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优化贝叶斯非局部均值算法的超声图像去噪方法
6
作者 徐宇飞 于明 +1 位作者 邢文宇 他得安 《应用声学》 CSCD 北大核心 2024年第5期1044-1052,共9页
为了去除超声成像中可能产生的斑点噪声,提出了一种基于优化贝叶斯非局部均值算法的超声图像去噪方法,重点探讨优化算法改进的两个方面:(1)针对原始非局部均值算法运算复杂度高这一问题,应用像素预选择算法优化去噪时间;(2)针对原始算... 为了去除超声成像中可能产生的斑点噪声,提出了一种基于优化贝叶斯非局部均值算法的超声图像去噪方法,重点探讨优化算法改进的两个方面:(1)针对原始非局部均值算法运算复杂度高这一问题,应用像素预选择算法优化去噪时间;(2)针对原始算法只适用于加性高斯噪声的问题,利用伽马分布噪声模型,通过贝叶斯公式推导出适用于超声斑点噪声的非局部均值算法,引出皮尔逊距离来计算图像块之间距离,并且通过多次实验,得出噪声标准差和滤波参数的比值关系,实现参数自适应。为了评估优化算法的去噪能力,在模拟超声图像和真实超声图像上分别进行实验验证,结果表明,该优化算法去噪效果更好,图像边缘和细节保持能力更强;且在运行效率方面,较原始非局部均值算法有较大提升。 展开更多
关键词 超声图像 图像去噪 非局部均值算法 皮尔逊距离
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含有镍钛合金丝的PET纺织瓣膜有限元分析及体外流体力学测试 被引量：1
7
作者 曹宇琦 张博文 +3 位作者 陈诗萍 王盛章 王璐 魏来 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期692-698,共7页
目的利用有限元方法分析径向织入镍钛金属丝的涤纶(polyethylene terephthalate,PET)基纺织瓣膜力学性能,结合体外血流动力学测试,分析金属丝数量和分布形式对PET瓣膜流体动力学性能的影响。方法使用建模软件构建在径向方向上具有不同... 目的利用有限元方法分析径向织入镍钛金属丝的涤纶(polyethylene terephthalate,PET)基纺织瓣膜力学性能,结合体外血流动力学测试,分析金属丝数量和分布形式对PET瓣膜流体动力学性能的影响。方法使用建模软件构建在径向方向上具有不同数量和分布的金属丝PET瓣膜和无金属丝PET瓣膜三维几何模型;根据文献和实验数据给定PET瓣膜和金属丝的材料属性;使用体外脉动流实验得到PET瓣膜的跨瓣压差曲线作为边界条件;利用有限元分析软件研究瓣膜在心动周期内的应力分布;通过体外脉动流实验评估金属丝瓣膜的流体力学性能。结果有限元分析结果表明,径向织入镍钛金属丝可以增强对PET纺织瓣膜的支撑作用,金属丝均匀分布的瓣膜在瓣叶腹部区域的支撑力及作用区域随着金属丝数量增加而增大,金属丝分布在两侧位置的情况类似。金属丝的织入一定程度上改善PET瓣膜上的应力集中。脉动流实验结果表明,织入金属丝PET瓣膜开闭形态的稳定性、有效开口面积、反流分数和跨瓣压差等指标均优于无金属丝的纯PET瓣膜。结论在PET纺织瓣膜的径向方向织入金属丝可以有效减少心动周期内PET纺织瓣膜上的应力集中,降低PET纺织瓣膜因长期受拉伸应力而导致瓣叶撕裂的可能性。金属丝的织入可提升PET纺织瓣膜在体外流体力学测试中的开闭稳定性,在增加有效开口面积的同时降低PET瓣膜的反流分数和跨瓣压差。 展开更多
关键词 人工心脏瓣膜 纺织瓣膜 有限元分析 脉动流测试
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颈内动脉Y形分叉处双支架并联取栓术的有限元模拟 被引量：1
8
作者 赵可佳 蔡云寒 +1 位作者 颜文涛 王盛章 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期465-471,共7页
目的利用有限元方法模拟单、双支架在理想颈内动脉Y形分叉处血管取栓过程,依据仿真结果分析取栓过程中支架-血栓-血管相互作用,为改善分叉处支架取栓效果提供指导。方法利用CAD软件建立模型,利用有限元分析软件模拟单、双支架取栓过程... 目的利用有限元方法模拟单、双支架在理想颈内动脉Y形分叉处血管取栓过程,依据仿真结果分析取栓过程中支架-血栓-血管相互作用,为改善分叉处支架取栓效果提供指导。方法利用CAD软件建立模型,利用有限元分析软件模拟单、双支架取栓过程。结果单支架模型取栓失败,双支架模型取栓成功,并且取栓过程中血栓的最大应力是单支架的2倍,最大应变是单支架的1.12倍,血管壁表面的最大接触压强大约是单支架的2倍。结论Solitaire双支架能够有效防止分叉处血栓移位并且成功取出血栓,但血栓中段应力水平较高存在断裂风险;取栓过程中前动脉侧血管接触压强更大,血管壁损伤风险更大。因此,有必要优化取栓支架的设计以提高其柔顺性。 展开更多
关键词 颈内动脉分叉 支架取栓器 双支架取栓术 有限元分析
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