主动脉夹层医学建模及血流动力学分析

【摘要】：目的通过建立的胸主动脉夹层模型,利用CFD方法进行血流动力学数值模拟,分析血流动力学因素对主动脉瘤及夹层病变的发生发展的影响。方法对从临床采集的患有主动脉瘤并发主动脉夹层患者的CT数据进行医学建模,经过光顺处理、网格划分及边界条件设置后,利用计算流体力学软件ANSYS FLUENT14.5计算一个心动周期内4个不同时刻主动脉病变内的血流速度、压强和壁面切应力的血流动力学变化情况。结果人体胸主动脉夹层破口处出现涡旋流动,随着血流入口速度的逐渐增大,胸主动脉夹层内的血液流速却始终保持接近零的速度,且破口位置的血液流动速度明显低于其周围的血液流速,主动脉夹层处的壁面切应力始终小于夹层周围的壁面切应力,且胸主动脉内侧壁面的压力低于外侧壁面。结论主动脉外侧壁面在较大压力作用下更易发生内膜破裂形成动脉瘤及并发夹层疾病,同时大的压力导致形成的动脉瘤直径不断变大,壁面不断变薄增加破裂风险,另外也将使夹层血管壁不断剥离沿降主动脉延伸。动脉瘤及夹层内较小的血流速度和切应力会导致血细胞及血液中脂肪粒的沉积,从而形成粥样硬化病变使血管壁失去弹性增加破裂风险。综上,血流动力学因素在主动脉夹层及动脉瘤疾病的发生、发展和破裂过程中起着非常重要的作用。