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

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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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基于快速虚拟释放算法和离散元方法的颅内动脉瘤治疗中的血液动力学研究

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作者 李欣卓 耿介文 +2 位作者 冯勇 张鸿祺 王盛章 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期650-650,共1页

目的旨在验证新型颅内扰流装置(intrasaccular flow disruption device,IFD)装置在治疗颅内动脉瘤中的有效性和可行性,并开发包含IFD装置的快速虚拟释放算法(fast virtual deployment algorithm,FVD)和血液动力学计算的虚拟手术规划平... 目的旨在验证新型颅内扰流装置(intrasaccular flow disruption device,IFD)装置在治疗颅内动脉瘤中的有效性和可行性,并开发包含IFD装置的快速虚拟释放算法(fast virtual deployment algorithm,FVD)和血液动力学计算的虚拟手术规划平台。方法采用自适应的贴壁和曲率控制系统来实现IFD装置快速虚拟释放,同时应用离散元(discrete element method,DEM)方法进行血液动力学计算。该算法在理想模型和6例患者特异性模型中进行了验证。结果和结论在理想模型中,FVD算法相较于台架试验和高精度有限元算法,能够准确地预测IFD装置的短缩行为。而在患者特异性模型中,FVD算法与有限元算法相比,能够准确捕捉IFD装置的占位情况,并与造影图像结果吻合。此外,FVD算法在6例病例中的计算时间均在1 min以内,明显快于有限元算法,显示出明显的优势。基于DEM的血液动力学计算也成功地捕捉到了射流形态和壁面特征,验证了IFD装置的治疗有效性,并与基于贴体网格的有限体积法相比,表现出更短的计算时间。综上所述,FVD算法能够在极短的时间内完成IFD装置的虚拟释放,并基于DEM的流体计算方法也能在短时间内获得流场形态。二者的结合为虚拟手术规划平台的搭建提供了有效手段。研究为IFD装置在颅内动脉瘤治疗中的临床应用奠定了基础,并为进一步的研究提供了新的方向。 展开更多

关键词 颅内动脉瘤 血液动力学 离散元方法 虚拟手术 理想模型 有限元算法 流体计算 治疗有效性

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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

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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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瓣环成形术治疗二叶式主动脉瓣反流的数值仿真研究

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作者 居佳怡 杨天阳 王盛章 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期247-247,共1页

目的通过数值仿真方法评估不同尺寸瓣环成形术治疗二叶式主动脉瓣反流的效果,为患者提供理想的缩环阈值范围,以有效治疗反流并避免并发症。方法基于二叶式主动脉瓣反流患者的CT影像建立术前和术后病人特异性模型。对术后模型进行预处理... 目的通过数值仿真方法评估不同尺寸瓣环成形术治疗二叶式主动脉瓣反流的效果,为患者提供理想的缩环阈值范围,以有效治疗反流并避免并发症。方法基于二叶式主动脉瓣反流患者的CT影像建立术前和术后病人特异性模型。对术后模型进行预处理,扩张瓣环使之与术前模型对齐,以获取经自由边折叠后的术中瓣膜形态。进行瓣环成形术仿真,模拟Hegar扩张器缩小基底环至直径19~27 mm,并用弹性环模拟缝合线约束基底环。施加病人特异性压力曲线进行有限元仿真模拟瓣叶运动,并对收缩峰值时刻的构型进行计算流体力学仿真以获取血液动力学参数。结果随着基底环直径的减小,瓣叶贴合面积增大,贴合处应力减小。然而,当基底环直径小于23 mm时,瓣叶根部出现明显褶皱,且瓣环附近应力增大。瓣环成形术使主动脉基底环处形变加剧,第一主应力和壁面切应力最大值增大,并扩展至窦部和左室流出道。缩环对升主动脉中的流场影响较小,但是随着基底环的缩小,窦部流速和跨瓣压差均逐渐增大。结论瓣环成形术治疗二叶式主动脉瓣反流时,减小基底环直径有利于增大瓣叶贴合面积并减小贴合处应力,有益于改善瓣膜功能。然而,过度缩环可能会导致瓣叶根部和基底环受损以及跨瓣压差增大等问题,需要规避。 展开更多

关键词 瓣环成形术 左室流出道 升主动脉 瓣膜功能 跨瓣压差 壁面切应力 瓣叶 扩张器

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一种基于计算流体力学的大脑前循环狭窄的评估方法

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作者 余龙 诸德源 +1 位作者 方亦斌 王盛章 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期632-632,共1页

目的中动脉与颈动脉是给大脑供血的主要血管。当中动脉与颈动脉出现严重狭窄时可能会导致缺血性脑卒中的发生,而轻度的狭窄不会直接影响人体的健康。因此准确评估中动脉与颈动脉的狭窄程度具有很大的临床意义。本研究基于冠脉的研究,提... 目的中动脉与颈动脉是给大脑供血的主要血管。当中动脉与颈动脉出现严重狭窄时可能会导致缺血性脑卒中的发生,而轻度的狭窄不会直接影响人体的健康。因此准确评估中动脉与颈动脉的狭窄程度具有很大的临床意义。本研究基于冠脉的研究,提出了一种基于大脑FFR的中动脉、颈动脉狭窄程度评估方法。方法通过CTA影像数据建立狭窄的脑血管模型和大脑模型,基于脑血管出口截面积分配血管供血大脑体积,从而建立各个脑血管末端的微血管模型。同时,基于泊肃叶定理和法林效应计算各个脑血管出口处的阻力。将阻力作为脑血管流体仿真的出口边界条件,将肱动脉平均动脉压作为入口边界,采用稳态分析计算脑血管各个出口处的血液流量,记为Qai,并与实测大脑灌注数据进行比较。将狭窄的脑血管模型修复为无狭窄的脑血管模型,数值仿真获得脑血管各个出口处的血液流量,记为Qbi。基于Qai与Qbi的比值计算大脑FFR。结果分析10个病例,中动脉血液流量计算值与实测值最大相对误差为14.9%,前动脉最大相对误差为1.7%。当入口压力变化10%时,中动脉FFR最大相对误差为3%,前动脉FFR最大相对误差为1%。结论本研究提出的基于大脑FFR的脑血管狭窄程度评估方法具有较高的准确性和较好的稳定性。 展开更多

关键词 血液流量 脑血管狭窄 最大相对误差 动脉血液 前动脉 计算流体力学 缺血性脑卒中 流体仿真

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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

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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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Onyx胶栓塞脑动静脉畸形的计算流体力学建模与仿真

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作者 张博文 葛亮 +1 位作者 陈曦 王盛章 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期194-194,共1页

目的治疗脑部动静脉畸形(AVMs)通常需要注射液体栓塞材料以减少通过畸形的血流,Onyx胶是目前最常用的液态栓塞剂。临床手术中,液态栓塞剂的注射位置和注射速度等需要在术前仔细规划,计算流体力学方法可以模拟液态栓塞剂栓塞畸形血管团... 目的治疗脑部动静脉畸形(AVMs)通常需要注射液体栓塞材料以减少通过畸形的血流,Onyx胶是目前最常用的液态栓塞剂。临床手术中,液态栓塞剂的注射位置和注射速度等需要在术前仔细规划,计算流体力学方法可以模拟液态栓塞剂栓塞畸形血管团的过程,在术前展现不同栓塞手术方案的治疗效果。 展开更多

关键词 ONYX胶 临床手术 畸形血管团 脑动静脉畸形 计算流体力学 注射速度 栓塞 液体栓塞材料

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脑Willis环集中参数模型的参数识别算法研究

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作者 秦旺 王盛章 付建辉 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期238-238,共1页

目的探索3种常用参数识别算法在前人建立的脑Willis环11单元集中参数模型参数识别反问题求解上的应用。方法以两侧颈内动脉、椎动脉的流量波形和压力波形为入口条件,使用输入阻抗法、频域分析法、遗传算法等方法,计算正常和两侧椎动脉... 目的探索3种常用参数识别算法在前人建立的脑Willis环11单元集中参数模型参数识别反问题求解上的应用。方法以两侧颈内动脉、椎动脉的流量波形和压力波形为入口条件,使用输入阻抗法、频域分析法、遗传算法等方法,计算正常和两侧椎动脉狭窄情况下模型的参数值,并使用Simulink建模对识别算法进行验证。结果正常情况下,使用输入阻抗法以及频域分析法求解出模型中前交通动脉的阻力值以及近端阻力值偏大,使用遗传算法能获得比较合理的模型参数值。 展开更多

关键词 前交通动脉 SIMULINK建模 颈内动脉 集中参数模型 椎动脉狭窄 WILLIS环 频域分析法 压力波形

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二尖瓣运动的流固耦合仿真 被引量：1

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作者 居佳怡 颜文涛 +2 位作者 魏来 高昊 王盛章 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期504-509,共6页

目的 建立包含左心和血液的二尖瓣理想模型,用流固耦合仿真研究二尖瓣在血流中的运动特性。方法 基于解剖学参数建立二尖瓣、左心和血液模型,流固耦合仿真采用有限元结合浸没边界法,使用有限元软件LS-DYNA模拟二尖瓣运动,获取形态学、... 目的 建立包含左心和血液的二尖瓣理想模型,用流固耦合仿真研究二尖瓣在血流中的运动特性。方法 基于解剖学参数建立二尖瓣、左心和血液模型,流固耦合仿真采用有限元结合浸没边界法,使用有限元软件LS-DYNA模拟二尖瓣运动,获取形态学、力学和血液动力学参数,并与结构仿真结果进行对比。结果 两种仿真下二尖瓣形态学结果差异较大,流固耦合结果与超声影像吻合。流固耦合仿真和结构仿真的瓣叶应力分布结果一致,最大第一主应力分别为1.48、1.53 MPa,相对误差为3.27%。左心流场有较为复杂的涡旋结构,舒张期二尖瓣最大流速为1.02 m/s,与健康人体生理数据(0.89±0.15) m/s相吻合。结论 二尖瓣流固耦合仿真可以获取更贴近于生理的形态学结果;流固耦合仿真可以提供临床诊断不可或缺的流场参数信息;单研究瓣叶应力分布问题时,结构仿真更高效。 展开更多

关键词 二尖瓣 流固耦合仿真 有限元结合浸没边界法 结构仿真

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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

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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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一种基于多普勒超声与神经网络的脑缺血风险评估方法

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作者 曾泽延 余龙 +3 位作者 秦旺 汪昕 丁晶 王盛章 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期706-711,共6页

目的借助多普勒超声测量颈动脉和椎动脉的流速波形,构建神经网络模型,对脑缺血状态进行无创评估。方法采集已经完善CT灌注(computed tomography perfusion,CTP)及多普勒超声患者的临床数据,通过超声图像采集血流动力学参数,将获得的数... 目的借助多普勒超声测量颈动脉和椎动脉的流速波形,构建神经网络模型,对脑缺血状态进行无创评估。方法采集已经完善CT灌注(computed tomography perfusion,CTP)及多普勒超声患者的临床数据,通过超声图像采集血流动力学参数,将获得的数据通过神经网络进行训练,最后将结果与CTP进行验证。结果共收集62例符合纳排标准的患者数据,将其随机分为训练集44例和测试集18例。在训练集中,受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线下面积(area under curve,AUC)、准确率、敏感度、特异度分别为0.95、0.833、0.923、0.886。在测试集中,ROC的AUC、准确率、敏感度、特异度分别为0.860、0.889、0.714、1.000。结论基于多普勒超声及神经网络的模型经过临床验证,对于脑缺血评估的准确性较好,具有早期筛查脑缺血的潜在临床价值。 展开更多

关键词 血流动力学 脑缺血 CT灌注成像 神经网络 多普勒超声

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血管壁弹性模量对颈动脉狭窄血流储备分数的影响 被引量：6

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作者 余龙 徐柯淞 +2 位作者 万军 王盛章 卢海燕 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期265-270,共6页

目的探索将血流储备分数(fractional flow reserve,FFR)引入颈动脉狭窄评估的可行性,并且分析血管壁弹性模量对颈动脉狭窄中血液动力学参数和FFR计算结果的影响。方法利用计算机辅助设计软件建立颈动脉分叉标准模型并获得不同狭窄率的... 目的探索将血流储备分数(fractional flow reserve,FFR)引入颈动脉狭窄评估的可行性,并且分析血管壁弹性模量对颈动脉狭窄中血液动力学参数和FFR计算结果的影响。方法利用计算机辅助设计软件建立颈动脉分叉标准模型并获得不同狭窄率的模型。假设血管壁为线弹性材料,血液为不可压缩牛顿流体,在脉动流条件下,利用有限元分析软件进行颈动脉狭窄模型中血液流动的流固耦数值模拟,获得各种血液动力学参数,并计算相应的FFR值。结果当弹性模量固定时,随着狭窄率增加,模型中狭窄部位的FFR逐渐减小,且此时其弹性壁与刚性壁的FFR相对差异随着狭窄率的增加而增加;当狭窄率固定为70%时,随着弹性模量增加,FFR会逐渐减小。结论采用FFR对颈动脉狭窄程度进行功能性评估需要考虑血管壁弹性的影响;狭窄率越大,血管壁弹性模量对FFR的影响越大。 展开更多

关键词 颈动脉狭窄 血流储备分数 流固耦合 数值模拟

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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

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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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覆膜支架治疗主动脉夹层的有限元分析 被引量：12

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作者 孟庄源 马韬 +2 位作者 王盛章 董智慧 符伟国 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期326-331,共6页

目的利用有限元方法模拟覆膜支架植入治疗主动脉夹层的过程,通过观察覆膜支架在血管不同位置处释放对血管壁上的应力分布情况,分析覆膜支架植入后血管出现新发破口的生物力学机制。方法根据主动脉的计算机断层血管造影影像数据,进行图... 目的利用有限元方法模拟覆膜支架植入治疗主动脉夹层的过程,通过观察覆膜支架在血管不同位置处释放对血管壁上的应力分布情况,分析覆膜支架植入后血管出现新发破口的生物力学机制。方法根据主动脉的计算机断层血管造影影像数据,进行图像分割和三维重建,建立具有病人特异性的主动脉夹层的三维几何模型;根据文献数据,给定主动脉夹层壁厚和材料属性;利用CAD软件设计出不同几何参数的覆膜支架环;利用有限元分析软件模拟覆膜支架的释放过程。结果当覆膜支架处于稳定状态时,血管最大Von Mises应力与覆膜支架的释放位置有关;血管壁上的最大Von Mises应力点分布在裸支架及第1节细小镍钛合金环接触处,该作用力的长期存在可能是这个部位出现新发破口的原因。结论覆膜支架的释放位置对主动脉上的最大Von Mises应力分布影响较弱,但对主动脉上的Von Mises应力影响较为明显。研究结果对临床上覆膜支架释放位置的选择具有指导意义。 展开更多

关键词 主动脉夹层 生物力学建模 覆膜支架 有限元分析

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脑Willis环集中参数模型的参数识别算法

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作者 秦旺 余龙 +1 位作者 王盛章 付建辉 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期410-418,共9页

目的探索3种参数识别方法(阻抗模曲线法、阻抗分量法、遗传算法)在脑Willis环11单元集中参数模型参数识别问题求解上的应用。方法以两侧颈内动脉、椎动脉的流量和压力波形为入口条件,计算正常、两侧椎动脉狭窄情况下模型的参数值,使用Si... 目的探索3种参数识别方法(阻抗模曲线法、阻抗分量法、遗传算法)在脑Willis环11单元集中参数模型参数识别问题求解上的应用。方法以两侧颈内动脉、椎动脉的流量和压力波形为入口条件,计算正常、两侧椎动脉狭窄情况下模型的参数值,使用Simulink建模对识别算法进行验证,最后对流量加一定噪声验证识别算法的稳定性。结果正常情况下,阻抗模曲线法获得的近端阻力偏大,阻抗分量法求解的前交通动脉阻力偏大,遗传算法能获得比较合理的模型参数值。两侧椎动脉狭窄情况下,使用阻抗模曲线法能明显得到后循环近端阻力增加的结果,但使用阻抗分量法和遗传算法所得的结果主要是远端阻力有较大增幅。结论3种方法识别出的参数计算出的压力数据和实际数据仍有差别,考虑为建模误差、源数据误差和计算误差。阻抗模曲线法在区分近端阻力变化上有一定效果,但是某些参数的识别上有较大误差。阻抗分量法能够进行参数识别,但方法不稳定,计算误差较大。遗传算法能获得比较好的近似解,但在区分椎动脉狭窄上存在一定问题。综合阻抗模曲线法和遗传算法可能在未来使用模型进行疾病诊断上发挥比较好的作用。 展开更多

关键词 脑Willis环 集中参数模型 参数识别 遗传算法 频域分析

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支持单心室心脏病人的柔性双腔辅助装置的单向流固耦合模拟

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作者 陈童 刘旭东 +2 位作者 张惠锋 贾兵 王盛章 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期456-456,共1页

目的单心室心脏病人在经历姑息手术后依然存在血液循环动力不足的问题。提出一种通过微创手术植入的柔性双腔辅助装置为病人提供循环动力,并通过数值模拟探究该装置的有效性以及运转过程中叶片的变形对性能的影响。方法首先,通过计算流... 目的单心室心脏病人在经历姑息手术后依然存在血液循环动力不足的问题。提出一种通过微创手术植入的柔性双腔辅助装置为病人提供循环动力,并通过数值模拟探究该装置的有效性以及运转过程中叶片的变形对性能的影响。方法首先,通过计算流体力学方法评价辅助装置处于原始状态时的性能并计算叶片表面受到的压力。而后,将压力数据导出,使用有限元方法计算叶片的变形。根据变形后的实体重新划分流域,再次使用计算流体力学方法评价叶片变形后的装置性能。 展开更多

关键词 循环动力 单心室 辅助装置 姑息手术 血液循环 数据导出 双腔 心脏病

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