任晓辰
- 作品数：10 被引量：38H指数：4
- 供职机构：北京工业大学更多>>
- 发文基金：北京市自然科学基金国家自然科学基金国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：医药卫生更多>>
- 单心室病人血液循环系统集中参数模型构建
- 计算流体力学(CFD)已经广泛应用于心脑血管的血流动力学研究,基于医学图像的个性化血流动力学数值模拟可用来优化Fontan手术。由于计算条件和计算机技术的限制,计算流体力学方法的研究对象多为局部细节的三维几何结构,而难以...
- 任晓辰刘有军丁金立王枫
- 改良BT手术不同吻合方式血流动力学几何多尺度数值模拟研究
- 单心室缺陷综合症(Single Ventricular Heart Syndrome，SVHS)是一种致命的先天性心脏病。其临床主要表现为，三尖瓣闭锁、心室间隔缺损、肺动脉及右心室发育不全，导致患儿肺循环血流量较少，血氧...
- 任晓辰
- 关键词：血流动力学数值模拟
- 改良B-T手术与中央分流术的血流动力学比较被引量：5
- 2013年
- 目的对比分析改良B-T手术(modified B-T shunt,MBTS)和中央分流术(central shunt,CS)两种手术方式的血流动力学特征。方法采集法洛氏四联症(tetralogy of fallot,TOF)病人的医学图像,三维重建真实的解剖模型;对模型进行虚拟血管搭桥等操作,模拟手术过程;采集病人的生理数据,建立集中参数模型(lumped parameter mod-el,LPM);通过LPM计算提供计算流体力学仿真模型的边界条件;利用ANSYS软件对模型的血流动力学进行数值模拟。结果无论是快速射血期还是舒张期,MBTS和CS模型中搭桥管内的血液始终流向肺循环,但是两个模型中的血液最高流速明显不同。CS模型中分流管两端的压差相比MBTS模型较大。MBTS模型中分流管的壁面切应力分布不均匀,在0.025～340 Pa。而CS模型中分流管上的壁面切应力分布相对较均匀,约在32.2～72.6 Pa。结论两种手术方式都提供了足够的肺动脉血流量;MBTS方式对右上肢的血液供应有较大影响;CS方式分流率偏高;两个模型前端吻合口部位压力梯度很大,应引起临床重视。本研究为临床治疗TOF的手术术式决策提供了重要的理论依据。
- 丁金立刘有军王枫任晓辰乔爱科
- 关键词：法洛氏四联症血流动力学计算流体动力学
- 中央分流术中血管弹性壁和刚性壁对血管中血流动力学的影响被引量：6
- 2013年
- 目的通过数值模拟仿真研究中央分流手术(central shunt,CS)的血流动力学环境,并分别研究弹性与刚性血管壁条件对其血管内血流动力学参数分布的影响。方法建立两个理想化的CS搭桥模型,其中一个假设为刚性血管壁,另一个为弹性血管壁。利用有限元方法进行数值计算,其中弹性血管壁模型采用流固耦合方法。结果两个模型中的流速和压力分布总体大致相同。刚性血管壁模型中大约有68.9%血液从主动脉分流进入肺动脉中,弹性血管壁模型中该值增加到了70%。弹性模型和刚性模型中搭桥血管两端的压降分别为7.668 8 kPa和7.222 3 kPa。弹性模型中搭桥管各处的横截面积有一定变化,最大变化率约为2.2%,出现在近心端吻合口处。提取两个模型中的5个关键区域进行壁面切应力比较,其数值差别最多约为16.1%。结论总体来说两个模型的血液流动形态没有大的改变;血管的弹性因素轻微影响了流量的分布和搭桥管两端的压降;搭桥管上血管的弹性对近心段吻合口处的影响高于对远心端吻合口处的影响。在CS术治疗法洛四联症的数值模拟仿真中血管壁为刚性这一假设是可以接受的,而流固耦合的数值模拟将得到更为可信的仿真结果。
- 王枫刘有军丁金立白帆赵夕任晓辰
- 关键词：法洛四联症流固耦合血流动力学数值模拟
- 基于格子Boltzmann方法的体肺分流术血流动力学几何多维度数值研究被引量：1
- 2013年
- 目的利用基于时间步耦合的几何多维度方法,模拟单心室疾病体肺分流术后的血流动力学,得到搭桥管局部三维流场和手术前后整体血流动力学信息。方法首先,通过术前的心血管集中参数模型(0D)和手术搭桥管三维模型(3D)建立0D-3D耦合的多维度血流动力学模型,并讨论模型0D-3D交界面耦合条件及时间步耦合算法;其次,实现了基于格子Boltzmann方法的3D计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)和0D集中参数模型耦合求解的多维度仿真;最后,通过多维度模型与术前集中参数模型的结果对比手术前后血流动力学变化。结果多维度仿真得到了术后心血管整体血流动力学改变和手术局部的三维流场信息,模拟结果显示肺循环分流比由术前32.21%提高至57.8%。结论体肺分流术中植入连接体循环和肺循环的搭桥管能够有效增加单心室病人肺循环的供血;几何多维度仿真能够有效模拟心血管整体血流动力学改变和所关心部位的三维流场信息,对心血管临床术前规划有重要意义。
- 张明子刘有军谢进生赵夕任晓辰白帆丁金立
- 关键词：格子BOLTZMANN方法计算流体力学血流动力学
- 血流动力学的医学应用与发展被引量：23
- 2013年
- 血流动力学是指血液在血管系统中流动的力学,主要研究血流量、血流阻力、血压、切应力、扰动流等,以及它们之间的相互关系,对人类生命健康具有重要的影响。血流动力学在血管的弯曲、狭窄、堵塞、分叉以及肿瘤的治疗等方面具有重要的临床研究意义。目前,血流动力学在动脉血管搭桥、冠状动脉狭窄、腹主动脉瘤、动脉粥样硬化、脑动脉肿瘤以及旋动流等方面引起广泛研究。伴随着血流动力学的深入研究,心脑血管的手术规划、介入治疗等得到快速发展,基于血流动力学的临床检测和治疗仪器也越来越多。血流动力学因素,如血管压力、血管阻力、血流量、壁面切应力、血液黏度、流动分离、湍流、涡流等对常见血管疾病以及术后并发症的影响机理正在逐步深入探索之中,并已经取得了一定成果。
- 白帆刘有军谢进生丁金立王枫赵夕任晓辰乔爱科
- 关键词：血流动力学动脉疾病手术规划介入治疗医疗仪器
- 单心室病人血液循环系统集中参数模型构建
- <正>计算流体力学(CFD)已经广泛应用于心脑血管的血流动力学研究,基于医学图像的个性化血流动力学数值模拟可用来优化Fontan手术。由于计算条件和计算机技术的限制,计算流体力学方法的研究对象多为局部细节的三维几何结构,...
- 任晓辰刘有军丁金立王枫
- 文献传递
- 基于双向双侧格林手术的下腔静脉--肺动脉吻合术的数值模拟研究
- 目的:针对生理结构上存在左侧上腔静脉的患者,实施全腔静脉-肺动脉吻合术时分为两步:首先施行上腔静脉-肺动脉吻合术,即双向双侧格林手术,其次在此基础上施行下腔静脉-肺动脉吻合术.本研究以双向双侧格林手术为基础,考察下腔静脉...
- 王枫刘有军白帆丁金立赵夕任晓辰
- 关键词：下腔静脉血流动力学
- 文献传递
- 双向双侧格林手术的数值研究被引量：5
- 2012年
- 目的利用数值模拟方法预测左上腔静脉与肺动脉的连接位置改变对双向双侧格林(BBDG)手术的影响。方法首先,根据拥有左上腔静脉的单心室心脏缺陷综合征病人的医学图像重建出三维几何模型。其次,基于力反馈器创建其他数值模拟所需的模型,并利用有限体积法进行流体力学的数值模拟。最后,分析与评估获得的血流动力学参数。结果血液在左、右上腔静脉与肺主动脉中进行再循环。左上腔静脉到右上腔静脉之间的距离由右上腔静脉直径的2倍逐渐变化到右上腔静脉直径的3.5倍,发现当距离为3倍直径时,能量损失最少,而距离为2倍时,能量损失最大。血液分流比(左肺动脉流量/右肺动脉流量)的计算结果范围为0.65～1.11。结论在BBDG手术的治疗中,左、右上腔静脉之间距离太近会导致不适宜的分流比以及消耗更多的能量。本研究结果对于评价伴随有左上腔静脉的单心室心脏缺陷综合征的治疗手术是非常有意义的。
- 赵夕刘有军白帆任晓辰丁金立王枫
- 关键词：数值模拟计算流体力学血流动力学
- 改良B-T手术不同搭桥方式的血流动力学比较
- 2014年
- 目的通过数值模拟的方法对比分析端对边(end-to-side,ETS)与边对边(side-to-side,STS)两种不同搭桥方式的改良B-T手术(modified blalock-taussig shunt,MBTS)对血流动力学的影响,为临床治疗单心室心脏缺陷综合征提供参考。方法采集单心室心脏缺陷综合征病人的医学图像,重建病人心脏真实的几何模型;基于虚拟手术操作系统模拟手术过程;采集病人的生理数据,建立病人的集中参数模型(lumped parameter model,LPM);通过LPM计算提供计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真模型的近生理边界条件;利用有限体积法对模型进行数值仿真。结果分别获取了ETS模型和STS模型的血液流速以及壁面切应力分布。ETS模型和STS模型的吻合口部位振荡剪切系数(oscillatory shear index,OSI)分别为3.058×10-3和13.624×10-3,能量损失分别为116.5和94.8 mW,右、左肺动脉流量比RRPA/LPA分别为0.8和1.72。结论两个模型的能量损失相差不大,对手术的影响相对较小。STS搭桥方式左右肺动脉流量分布均匀,吻合口位置OSI值较小,优于ETS搭桥方式,应着重考虑。本研究为临床治疗单心室心脏缺陷综合征提供重要的理论支持和参考。
- 任晓辰刘有军白帆赵夕张明子丁金立马连彩谢进生
- 关键词：血流动力学计算流体动力学切应力能量损失
