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动脉血流旋动原理在人造血管研制和血管移植术中的应用 被引量：9
1
作者 刘肖 孙安强 +2 位作者 占帆 陈增胜 邓小燕 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 2010年第5期334-337,共4页
目的将血液流动的旋动流原理用于心血管介入治疗,以期解决小口径人造血管的急性血栓堵塞问题和搭桥手术后下游处血管内膜增生引起的血管再狭窄问题。方法使用计算流体力学(CFD)分别研究具有旋动流特性的新型小口径、S型搭桥和偏心搭桥... 目的将血液流动的旋动流原理用于心血管介入治疗,以期解决小口径人造血管的急性血栓堵塞问题和搭桥手术后下游处血管内膜增生引起的血管再狭窄问题。方法使用计算流体力学(CFD)分别研究具有旋动流特性的新型小口径、S型搭桥和偏心搭桥模型中的流场以及壁面剪切力的分布。同时研究在旋动流下血小板的黏附情况和不同角度的S型搭桥下的血管内膜增生。结果旋动流能明显提高壁面剪切力,抑制血小板的黏附以及血管内膜增生。结论在心血管介入治疗和器械设计中引入旋动流确实可明显改善这些器械中的血流流场,达到抑制小口径人造血管的急性血栓形成和搭桥手术后血管内膜增生的目的。 展开更多
关键词 旋动流 计算流体力学 剪切力 流场
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一种带有旋动流引导器的新型小口径人造血管流场的数值模拟 被引量：6
2
作者 张治国 樊瑜波 +3 位作者 邓小燕 王贵学 张鹤 Guidoin Robert 《中国科学（C辑）》 CSCD 北大核心 2008年第9期807-815,共9页
大尺寸人造血管的临床应用已取得很大成功,但用于冠状动脉等旁路搭桥的小口径人造血管的急性血栓堵塞问题,至今仍未解决.因此,本文设计了一种可装于小口径人造血管前的旋流导引器,以期使进入人造血管内的血流产生旋动.对带有旋流导引器... 大尺寸人造血管的临床应用已取得很大成功,但用于冠状动脉等旁路搭桥的小口径人造血管的急性血栓堵塞问题,至今仍未解决.因此,本文设计了一种可装于小口径人造血管前的旋流导引器,以期使进入人造血管内的血流产生旋动.对带有旋流导引器的人造血管内的血流流场进行了计算机数值模拟分析,并与常规人造血管内的血流流场进行了比较.数值模拟分析揭示,这种旋流导引器的确能使人造血管内的血流产生旋动,从而改变人造血管内的血流流场和流速分布,使近壁面血液的流速和壁面剪切应力得到极大提高.本研究认为,血液在人造血管壁面的流速和壁面剪切应力的提高,可抑制小口径人造血管内急性血栓的形成,从而达到提高小口径人造血管的通畅率的目的. 展开更多
关键词 人造血管 急性血栓堵塞 流动模拟计算 旋动流
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双叶机械瓣膜不同植入角度对主动脉血流动力学的影响
3
作者 刘晶鑫 邓小燕 +1 位作者 敖海勇 张全超 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期685-690,共6页
目的研究双叶机械瓣膜(bileaflet mechanical heart valve,BMHV)不同植入角度对升主动脉旋动流的影响。方法基于1位健康志愿者主动脉CT图像,采用计算机数值模拟方法,在定常流条件下,比较研究4种不同瓣膜植入角度(0°、45°、90&... 目的研究双叶机械瓣膜(bileaflet mechanical heart valve,BMHV)不同植入角度对升主动脉旋动流的影响。方法基于1位健康志愿者主动脉CT图像,采用计算机数值模拟方法,在定常流条件下,比较研究4种不同瓣膜植入角度(0°、45°、90°和135°)对主动脉旋动流的影响。结果BMHV植入会严重干扰主动脉内的旋动流,影响升主动脉处的旋动流结构和旋动流强度分布,在瓣膜下游出现扰流区。135°植入角度对旋动流的破坏最大,产生逆向旋动区域最多;0°和45°角植入对旋动流破坏相对较小。植入角为0°时主动脉低壁面剪切应力(<0.5 Pa)所覆盖面积最小。结论植入角度为0°~45°时,BMHV对升主动脉内旋动流破坏相对较小。因此,对不同患者而言,应根据其主动脉(包括主动脉窦)的空间几何构型进行个性化选择,植入角度可在0°~45°之间确定。 展开更多
关键词 旋动流 机械心脏瓣膜 主动脉 血流动力学
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起旋式人工主动脉瓣构型设计及血流动力学评价 被引量：1
4
作者 钟啸海 冯利敏 +2 位作者 邓小燕 康红艳 孙安强 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期938-945,共8页
目的设计一种附起旋功能的双叶机械瓣,通过改善其血流状态预防术后并发症。方法基于导流片式局部起旋器结构,将瓣叶作为导流叶片,并定义瓣叶包角以探究具有较优血流动力学特性的瓣膜构型。应用有限元分析软件,对心脏收缩期峰值流量状态... 目的设计一种附起旋功能的双叶机械瓣,通过改善其血流状态预防术后并发症。方法基于导流片式局部起旋器结构,将瓣叶作为导流叶片,并定义瓣叶包角以探究具有较优血流动力学特性的瓣膜构型。应用有限元分析软件,对心脏收缩期峰值流量状态下的主动脉流场进行仿真,比较各组的流速场、有效开口面积、血流不对称性及螺旋性、壁面切应力分布等血流动力学特征。结果相较于对照瓣膜,起旋瓣具有更大的有效开口面积与更小的跨瓣压差,一定瓣叶包角范围内的起旋瓣能促进右手螺旋流的生成,并使血流趋向流道中心;起旋瓣壁面切应力分布也更加均匀,具有较少的低应力区与高应力区,壁面切应力峰值也相对较小。针对研究中的主动脉模型,具有最优血流动力学特性的瓣叶包角为15°~20°。结论该新型人工主动脉瓣能调节主动脉内的血流特征,降低主动脉瓣置换术引起主动脉扩张与主动脉瘤的风险,对未来机械瓣构型设计具有指导意义。 展开更多
关键词 机械瓣 旋动流 计算流体力学 血流动力学
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主动脉瓣二瓣化畸形的血流动力学研究进展 被引量：4
5
作者 张鹏 叶霞 +1 位作者 樊瑜波 王振泽 《生物医学工程研究》 2018年第4期527-530,共4页
主动脉瓣二瓣化畸形(bicuspid aortic valuve,BAV)是最常见的先天性心脏病,会导致升主动脉扩张、主动脉瘤、主动脉夹层等并发症,给致命性临床事件发生埋下隐患。与正常三叶式主动脉瓣相比,主动脉瓣二瓣化畸形会极大地改变血液从左心室... 主动脉瓣二瓣化畸形(bicuspid aortic valuve,BAV)是最常见的先天性心脏病,会导致升主动脉扩张、主动脉瘤、主动脉夹层等并发症,给致命性临床事件发生埋下隐患。与正常三叶式主动脉瓣相比,主动脉瓣二瓣化畸形会极大地改变血液从左心室射入主动脉的状态,破坏主动脉中生理状态的旋动流,改变主动脉的正常几何形态及生理功能。血流动力学环境的异常改变会引起瓣膜钙化、血管壁细胞衰退,致使瓣膜的力学性能显著降低,从而加速BAV疾病恶化。本研究旨在综述血流动力学因素在主动脉瓣二瓣化畸形及其并发症发展中的作用。 展开更多
关键词 主动脉瓣二瓣化畸形 主动脉扩张 主动脉瘤 旋动流 血流动力学
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主动脉处的血流动力学特性及其生理意义 被引量：3
6
作者 刘明 刘肖 +1 位作者 康红艳 邓小燕 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期481-487,共7页
主动脉结构复杂成三维螺旋状,在心脏收缩期该处流动成旋动流态。这种旋动流态也许有着积极的生理意义,能够通过抑制湍流、促进物质传输,从而抑制心血管疾病的发生。引起主动脉处的旋动流主要是左心室收缩的扭曲运动、主动脉的三维空间... 主动脉结构复杂成三维螺旋状,在心脏收缩期该处流动成旋动流态。这种旋动流态也许有着积极的生理意义,能够通过抑制湍流、促进物质传输,从而抑制心血管疾病的发生。引起主动脉处的旋动流主要是左心室收缩的扭曲运动、主动脉的三维空间几何构型、主动脉处的脉动流特征以及主动脉的运动。基于以上研究结果,近年来,研究者们以期将旋动流原理应用于心血管介入治疗和心血管介入器械的设计中。本文就主动脉处的旋动流态观察、其生理意义、引起该旋动流态的原因、及旋动流在临床器械设计中的应用等进行综述。 展开更多
关键词 旋动流 流态 主动脉 血流动力学
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人体动脉系统旋动流原理的潜在临床应用 被引量：3
7
作者 赵萍 刘明 邓小燕 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期213-218,共6页
由于主动脉三维螺旋结构的存在,血流在心脏收缩期成旋动流态。这种旋动流态是人体的一种典型的血流形态,广泛存在于人体的动脉系统中。研究证明,旋动流有着多种积极生理意义,可以促进血液流动运输,抑制血流扰动,防止致动脉粥样硬化性脂... 由于主动脉三维螺旋结构的存在,血流在心脏收缩期成旋动流态。这种旋动流态是人体的一种典型的血流形态,广泛存在于人体的动脉系统中。研究证明,旋动流有着多种积极生理意义,可以促进血液流动运输,抑制血流扰动,防止致动脉粥样硬化性脂质低密度脂蛋白在动脉腔表面的沉积,促进氧气输送到动脉壁的输运和减少血细胞在血管表面的黏附。本文对旋动流原理在临床上的潜在应用进行综述,以期能为血管疾病治疗方案及植介入器械的优化设计提供指导。 展开更多
关键词 旋动流 血流动力学 临床应用
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基于动脉系统旋动流原理的一种血管内支架旋流导引装置的优化 被引量：1
8
作者 滕晓晶 邓小燕 《生物医学工程学杂志》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期429-434,共6页
血管内支架是目前治疗心血管疾病的主要方法之一。但是支架植入后的血管再狭窄问题至今未获完全解决。研究表明,支架植入后导致的局部血流紊乱和流场异常是造成再狭窄的主要原因之一。基于动脉系统的旋动流原理,设计了一种能够引导血流... 血管内支架是目前治疗心血管疾病的主要方法之一。但是支架植入后的血管再狭窄问题至今未获完全解决。研究表明,支架植入后导致的局部血流紊乱和流场异常是造成再狭窄的主要原因之一。基于动脉系统的旋动流原理,设计了一种能够引导血流产生旋动的血管内支架旋流导引装置,并用计算流体力学的方法,对其进行了优化设计。流场数值研究表明,优化设计得到的旋流导引装置可产生足够强度的旋动流。我们相信,该装置产生的旋动流可有效抑制支架结构对血流的扰动,从而达到减缓血管再狭窄的目的。 展开更多
关键词 血管内支架 再狭窄 旋动流 计算流体力学
原文传递
螺旋型人工血管内的血流动力学数值模拟
9
作者 李田华 李晶晶 +2 位作者 张克勤 赵荟菁 孟凯 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期17-23,共7页
针对过低的壁面剪切应力(WSS)会引起小口径人工血管移植后发生再狭窄的问题,探讨了旋动流对WSS等血流动力学因素的影响,构建了螺旋型人工血管与宿主血管的端侧吻合模型,通过有限元数值模拟证实了旋动流的形成,并探讨了吻合角、螺旋半径... 针对过低的壁面剪切应力(WSS)会引起小口径人工血管移植后发生再狭窄的问题,探讨了旋动流对WSS等血流动力学因素的影响,构建了螺旋型人工血管与宿主血管的端侧吻合模型,通过有限元数值模拟证实了旋动流的形成,并探讨了吻合角、螺旋半径、螺距等参数对模型脚趾处(易发内膜增生部位)WSS的影响。结果表明:吻合角较小(30°)时,1个周期内的时均壁面剪切应力(TAWSS)最低值为1.2 Pa,高于吻合角为45°和60°时的0.3和0.4 Pa;螺旋半径分别为1.0、1.5、2.0 mm时,TAWSS最低值分别为0.69、0.68、1.06 Pa,较大螺旋半径对提升WSS更有利;螺距从96 mm逐步降低为48、32 mm时,TAWSS最低值从0.77 Pa逐步提升到1.06、1.30 Pa,螺距较小时TAWSS最低值相对较高。 展开更多
关键词 医用纺织品 人工血管 螺旋型血管 旋动流 壁面剪切应力 血管移植
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串联心室辅助对主动脉旋动流特性影响的PIV实验研究
10
作者 赵大玮 张琪 +4 位作者 穆振霞 薛晓飞 符珉瑞 高斌 常宇 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期92-92,共1页
心力衰竭(心衰)是一种高危险、高发病率的心血管疾病。心室辅助装置作为心力衰竭的有效治疗手段正逐步应用于临床治疗中。虽然心室辅助装置得到了广泛的应用,但是心室辅助装置对主动脉旋动流特性的影响机制尚不清楚。本文采用PIV实验方... 心力衰竭(心衰)是一种高危险、高发病率的心血管疾病。心室辅助装置作为心力衰竭的有效治疗手段正逐步应用于临床治疗中。虽然心室辅助装置得到了广泛的应用,但是心室辅助装置对主动脉旋动流特性的影响机制尚不清楚。本文采用PIV实验方法研究串联心室辅助装置对主动脉的血流动力学影响机制。首先,根据心衰患者CT数据重建主动脉三维几何模型;其次,采用新工艺制作真实的几何PIV实验模型;最后,对真实主动脉模型在不同工况下进行PIV实验,以此来研究串联心室辅助装置(sLVADs)的辅助水平对主动脉血流动力学的影响机制。实验中,选取了模型的三个截面进行研究,所截取的3个截面为:S1:sLVADs出口截面;S2:主动脉弓入口截面;S3:主动脉弓中段截面。实验结果显示,对于sLVADs,S1截面上血流速度矢量呈现出明显的旋动特性,血流旋动的中心均集中在截面中心附近位置,并且高速血流主要集中在主动脉血管壁处;S2截面处血流速度场发生了偏转,其高速血流区出现在主动脉弓内壁处;S3截面处的血流速度场的旋动中心靠近三根分叉血管根部,高速血流区出现在主动脉弓内壁处。通过分析实验结果,得出以下结论:结合PIV实验技术与真实主动脉模型能够获得心室辅助装置辅助下主动脉的真实血流动力学环境,为以后的真实病例研究提供了方法;医学三维重建技术与高精度3D打印技术的结合,提供了更加真实的主动脉模型,从而获得了更加真实的实验数据。 展开更多
关键词 串联心室辅助 PIV实验 旋动流
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