[發(fā)明專利]測量顱內椎-基底動脈血流動力學特性方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110221262.7
• 申請日: 2011-07-28
• 公開（公告）號: CN102370475A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發(fā)明（設計）人: 梁瑩;劉懷軍
• 申請（專利權）人: 梁瑩;劉懷軍
• 主分類號: A61B5/026
• 分類號: A61B5/026;G06F19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種測量顱內椎-基底動脈血流動力學特性的方法，包括：選取正常人腦血管圖像，利用核磁共振掃描技術測量得到整個腦血管圖像，在磁共振ADW?4.2工作站中對整個腦血管圖像進行處理，得到顱內椎-基底動脈血管成像。通過后處理技術精確獲取椎-基底動脈詳細的空間幾何參數(shù)(即X，Y，Z坐標)，在左右椎動脈中對稱選取垂直于血管截面的層面作為模型的入口邊界條件，應用磁共振Fast?PC?CINE的方法測量此處的血流速度，采用計算機輔助設計(Computer?Aided?Design，CAD)的方法，通過磁共振所能提供的血管詳細坐標以及入口處的邊界條件，將數(shù)據(jù)記錄后采用UG軟件進行圖像三維重建技術處理后，得到椎-基底動脈的物理模型，由此計算出此模型的血流動力學特性數(shù)據(jù)。

參數(shù)設置

采用0.8s為一個完整的心動周期。在0.8s的周期中，選取0.1s的時間作為初始時刻，左右椎動脈的流速經(jīng)測算得到，通過數(shù)值公式計算，得到初始時刻0.1s時血液在血管中流動及壁面各種受力的數(shù)值結果。

數(shù)值公式：

連續(xù)性方程：

∂ρ∂t+div(ρU)=0]]>

能量方程：

∂(ρT)∂t+div(ρUT)=div(λcpgradT)]]>

動量方程：

∂(ρu)∂t+div(ρuU)=div(ηgradu)+Su-∂p∂x]]>

∂(ρv)∂t+div(ρvU)=div(ηgradv)+Sv-∂p∂y]]>

∂(ρw)∂t+div(ρwU)=div(ηgradw)+Sw-∂p∂z]]>

邊界條件：

T_f|_x＝0＝T_w，v_f|_x＝0＝v_w

初始條件：

T_s|_t＝0＝T₀，u＝v＝w＝0

湍流模型

血管內的流動為層流和湍流混合并存，因此基于k-ω湍流模型的SST(The?Shear?Stress?Transport)模型來描述層流與湍流并存的流動。

具體計算公式如下：

其中μ₀＝0.0035Pa，n＝0.6，為剪切率。

控制方程的離散

采用了一種基于有限元的有限體積法，即CFX方法，完成方程的離散化。

將血液在血管中流動的質量方程、動量方程、能量方程及反應方程進行離散，獲得差分方程，結合血液在血管中流動過程的實際邊界值條件進行計算。由于計算幾何模型較復雜，故劃分為非結構化網(wǎng)格，考慮到壁面邊界層效應，近壁處的網(wǎng)格比較密集。網(wǎng)格的劃分采用ICEM-CFD-12.0進行。