目的:探索新型导流支架治疗复杂腹主动脉瘤的血流动力学机制，比较多层密网支架(streamliner multilayer flow modulator，SMFM)与新型导流支架对复杂腹主动脉瘤血流动力学的影响。方法:将临床采集的复杂腹主动脉瘤增强CT图像数据导入后处理软件Mimics中进行数据处理和三维重构。分别进行SMFM及新型导流支架数值建模，再导入动脉瘤数值模型，使用ICEM软件(Ansys ICEM CFD v15.0)进行网格划分后导入有限元分析软件Fluent 16.0中进行血流动力学分析。结果:两种支架均可以改变瘤腔内血液流态、稳定血流，在降低瘤腔内血流速度、瘤壁压力及剪切力方面起到一定的作用，同时维持分支动脉血流通畅；与SMFM相比，新型导流支架可以更为显著的降低瘤腔内血流速度、瘤壁压力及剪切力，同时可以加快分支动脉血流速度。结论:新型导流支架可以显著降低复杂腹主动脉瘤内血流速度、瘤壁压力及剪切力，同时可以加快分支动脉血流速度从而利于维持分支动脉通畅。

目的:探讨大脑中动脉(MCA)M1段重度狭窄"亚满意"成形术前、后血流动力学参数的变化。方法:回顾性分析2016年1月至2020年5月郑州大学人民医院脑血管介入治疗中心采用Enterprise支架治疗的20例MCA M1段重度狭窄患者的临床资料。对所有患者手术前、后均行头颅数字减影血管造影(DSA)检查，根据脑血管旋转造影数据建立数值模型，应用血流动力学系列软件计算手术前、后及计算机模拟狭窄部位完全修复后狭窄局部、狭窄近端、远端正常血管及穿支根部的壁剪切力和管腔内总压力。术后复查DSA判断血管狭窄程度，以残余狭窄率<30%(定义为"亚满意")为手术成功。结果:20例患者的手术均成功。术后即刻造影显示MCA狭窄率较术前明显降低[分别为(29.9±13.2)%、(86.6±10.0)%， t＝15.31， P<0.05]。20例患者术后MCA狭窄部位和穿支根部的壁剪切力均较术前降低[狭窄部：(25.1±4.6)Pa、(49.0±13.2)Pa，穿支根部：(1.1±0.2)Pa、(3.5±0.4)Pa，均 P<0.05]，而狭窄近端和远端正常血管的壁剪切力均较术前增高[近端：(7.2±3.8)Pa、(3.6±2.6)Pa，远端：(12.6±5.8)Pa、(4.9±2.6)Pa，均 P<0.05]。术后狭窄部位和近端正常血管壁面的总压力均较术前降低[狭窄部位：(276.5±86.3)Pa、(992.6±15.7)Pa，狭窄近端：(605.4±27.8)Pa、(992.6±15.7)Pa，均 P<0.05]，而穿支根部和狭窄远端正常血管的总压力均较术前增高[穿支根部：(58.2±5.6)Pa、(2.7±0.3)Pa，狭窄远端：(101.0±43.4)Pa、(10.3±4.3)Pa，均 P<0.05]。通过计算机技术将狭窄部位管腔恢复至同两端血管完全一致时，狭窄部位、狭窄近端、远端正常血管及穿支根部的壁剪切力、总压力与术后的差异均无统计学意义(均 P>0.05)。 结论:MCA M1段重度狭窄"亚满意"成形术后狭窄局部、近端、远端正常血管及穿支根部的血流动力学参数均较术前发生明显改变，且达到较理想的血流动力学状态。

目的:探讨门静脉通畅情况对门静脉血流动力学和门静脉血管病理生理的影响。方法:选取18只4~5 kg雄性成年新西兰白兔作为研究对象，采用随机数字表法将其分为3组：一组采用开腹后游离门静脉主干的方法，为对照(normal control，NC)组；一组采用套管将门静脉主干部分缩窄的方法，为肝外门静脉梗阻(extra-hepatic portal venous obstruction，EHPVO)组；一组采用在EHPVO模型制备14 d后将套管去除的方法，为可恢复性肝外门静脉梗阻(reversible extra-hepatic portal venous obstruction，r-EHPVO)组。所有模型于制作第14天和第28天时，测量门静脉压力、门静脉血流速度和门静脉血管直径。计算门静脉血管剪切力τ＝4Q×η/π× r3[其中η为血黏度(Pa·s)、Q为血液流速(mL/s)、 r为血管内半径(cm)]和门静脉血管周向应力T＝ΔP×r/h[其中r为血管平均半径(cm)，ΔP为管壁内外压强差(kPa)， h为壁厚(cm)]。模型制作第28天时取门静脉主干血管制作病理切片，显微镜拍照，采用Image J测量内膜和中膜厚度、内膜和中膜面积。比较三组血管剪切力、周向应力、内膜和中膜厚度、内膜/中膜面积(I/M)和内膜/内膜中膜面积之和[I/(I+M)]的差异。分析剪切力与内膜厚度、周向应力与中膜厚度的相关性。 结果:模型制作第28天时，与NC组相比，EHPVO组和r-EHPVO组的剪切力显著降低[EHPVO组比NC组为(0.392±0.041)Pa比(0.772±0.039)Pa， P<0.001；r-EHPVO组比NC组为(0.690±0.042)Pa比(0.772±0.039)Pa， P＝0.009]、周向应力显著升高[EHPVO组比NC组为(34.002±3.128)kPa比(15.706±0.867)kPa， P<0.001；r-EHPVO组比NC组为(22.329±3.350)kPa比(15.706±0.867)kPa， P＝0.002]；但与EHPVO组相比，r-EHPVO组的剪切力明显升高[(0.690±0.042)Pa比(0.392±0.041)Pa， P<0.001]、周向应力明显降低[(22.329±3.350)kPa比(34.002±3.128)kPa， P<0.001]。与模型制作第14天去除套管前相比，模型制作第28天时r-EHPVO组的剪切力显著升高[(0.690±0.042)Pa比(0.430±0.072)Pa， t＝－8.079， P<0.001]、周向应力显著降低[(22.329±3.350)kPa比(37.640±2.774)kPa， t＝7.373， P＝0.001]，但均与模型制作第14天时去除套管后差异无统计学意义[剪切力：(0.690±0.042)Pa比(0.650±0.058)Pa， t＝－1.112， P＝0.317；周向应力：(22.329±3.350)kPa比(26.988±2.139)kPa， t＝2.532， P＝0.052]。EHPVO组的内膜厚度、I/M和I/(I+M)显著高于NC组和r-EHPVO组[EHPVO组内膜厚度比NC组内膜厚度为(11.35±1.47) μm比(6.19±1.34)μm， P<0.001；EHPVO组内膜厚度比r-EHPVO组内膜厚度为(11.35±1.47) μm比(7.88±1.72)μm， P＝0.001；EHPVO组I/M比NC组I/M为(0.156±0.019)比(0.100±0.020)， P<0.001；EHPVO组I/M比r-EHPVO组I/M为(0.156±0.019)比(0.117±0.011)， P＝0.002；EHPVO组I/(I+M)比NC组I/(I+M)为(0.135±0.014)比(0.091±0.016)， P<0.001；EHPVO组I/(I+M)比r-EHPVO组I/(I+M)为(0.135±0.014)比(0.105±0.009)， P＝0.002]，但NC组与r-EHPVO组的内膜厚度、I/M、I/(I+M)差异均无统计学意义[内膜厚度：(6.19±1.34)μm比(7.88±1.72)μm， P＝0.071；I/M：(0.100±0.020)比(0.117±0.011)， P＝0.104；I/(I+M)：(0.091±0.016)比(0.105±0.009)， P＝0.089]。3组之间中膜厚度差异无统计学意义[(74.15±5.31) μm比(62.97±5.65)μm比(68.46±13.79)μm， P>0.05]。剪切力与内膜厚度呈负相关( r＝－0.799， P<0.001)。周向应力与中膜厚度呈正相关( r＝0.792， P<0.001)。 结论:肝外门静脉梗阻与门静脉血流动力学及血管内膜变化密切相关，门静脉梗阻导致门静脉血流剪切力减少、周向应力增大及血管内膜增厚，重建门静脉入肝血流可逆转该状态。

目的:通过仿生优化设计及有限元分析提高全冠修复体的力学性能并阐明其最佳弹性模量分布。方法:构建7种具有不同类型全冠修复体的下颌第一前磨牙有限元模型，分别为氧化锆全冠（A模型）、二硅酸锂玻璃陶瓷全冠（B模型）、氧化锆-饰瓷全冠（C模型）、二硅酸锂玻璃陶瓷-饰瓷全冠（D模型）、仿人牙釉质8层结构全冠（E模型）、经遗传算法（GA）优化使全冠拉应力峰值最小的8层结构全冠（F模型）及经GA优化使水门汀黏接层剪切力峰值最小的8层结构全冠（G模型）。在全冠咬合面平行牙长轴模拟施加600 N载荷，计算并分析各模型的最大主应力，以提高全冠修复体的力学性能并阐明其最佳弹性模量分布。结果:冠部拉应力主要集中在颈缘及组织面。其中E模型表现出相对较低的拉伸应力峰值17.72 MPa，其在F模型降至16.25 MPa，在G模型为25.79 MPa；水门汀黏接层的剪切应力主要集中在靠近肩台的轴壁侧及肩台外侧边缘。其中E模型剪切应力峰值为11.81 MPa，F模型为11.79 MPa，在G模型降至6.14 MPa。结论:经GA优化以降低水门汀剪切力峰值的弹性模量分布可更好地改善全冠修复体的力学性能。

目的:运用数值模拟的方法探讨不同部位和大小的鼻中隔穿孔对鼻腔气流的影响。方法:选取2名健康成年人的鼻腔CT数据，例1为45岁男性，例2为36岁女性，分别构建出不同部位（前端低位、中部低位、后端低位和前端高位）和尺寸（直径分别为10 mm和5 mm）的鼻中隔穿孔的鼻腔气流模型，数值模拟分析不同部位和大小的鼻中隔穿孔鼻腔数值模型的鼻腔容积、鼻腔壁面积、压强、鼻阻力、温度、气流速度、壁面剪切力、双侧鼻腔气流分配比、涡流等情况。分别将鼻阻力和气流温度差与鼻腔壁面积作 Pearson相关性分析。 结果:在压强和鼻阻力方面，位于前端低位且较大尺寸的鼻中隔穿孔对局部的压强梯度影响更明显；前中部低位的鼻中隔穿孔可导致鼻腔阻力增加。在温度方面，前端低位和高位较大尺寸以及前端高位较小尺寸的鼻中隔穿孔对局部温度影响更明显；位于前端且具有较大尺寸的鼻中隔穿孔模型的鼻加热效率低于正常模型；前鼻孔至鼻中隔后缘的温度差与鼻腔壁面积之间存在正相关关系（例1和例2的 R2值分别为0.69、0.41， P值均<0.01）。在气流平均速度方面，位于鼻腔前端低位和高位的不同尺寸穿孔相对于其他部位穿孔，对鼻腔局部的气流平均速度影响更明显。在气流的分配和涡流方面，前中部低位的鼻中隔穿孔可使原本气流分布不对称的双侧鼻腔内的气流分布更加趋于不均衡；位于鼻腔前端和中部的穿孔较鼻腔后端的穿孔会导致更加明显的涡流分布。 结论:鼻中隔穿孔所造成的影响与其发生的部位和大小有关，偏前端和较大的鼻中隔穿孔相对于偏后端和较小的穿孔对鼻腔内压强、鼻阻力、温度调节、气流分配等方面表现出更多的负面影响。

目的 研究带有囊形瘤体的颈动脉血管在血液周期性流动过程中的力学特性和瘤体变化,探究囊形瘤体发展的具体机制以及瘤体对血液流动的影响.方法 采用双向流固耦合方法 对颈动脉血管内囊形瘤体和血液之间的相互作用进行有限元数值仿真研究.分析血管的形变、关键区域的血液速度和力学特性以及瘤体对血管的影响过程.结果 在瘤体与血管的交界线上,瘤体呈现较大的形变,瘤体壁面压力低.瘤体对侧血管壁和血管分叉周围的三角区域壁面压力高,易于发生拉伸或破裂.瘤体内部血液速度明显低于正常血管,形成的漩涡使瘤体内部空间未能被充分利用.瘤体在脉动周期内所受的壁面剪切力一直较小,容易导致杂质沉积形成粥样硬化斑块.结论 囊形瘤体会干扰血管内血液正常流动;囊形瘤体会促进镜像瘤体产生.研究结果 为囊形瘤体的治疗和预防提供理论参考.通过了解囊形瘤体的力学特性和对血管的影响,医生可以更好地制定个性化的治疗方案,提高治疗效果.

目的 模拟在吻合钉植入人体以后,吻合钉表面与肠壁组织之间的微流场环境,研究其仿生疏水化表面对细胞外液流速和壁面处流体剪切力的影响,进而通过流场的变化调控细菌的黏附.方法 观察鲨鱼皮肤微结构,建立细菌在微流场环境中的简化二维运动模型.通过计算流体动力学数值仿真,模拟静态流场和动态流场中,细菌分别在光滑表面和微织构表面的运动,比较两种表面环境下细菌周围的流场特征和流体剪切力,分析流体剪切力影响细菌黏附的内在机制.结果 仿生微织构的加入增强了微流场内细胞外液的流速,在静态流场中流体对细菌的黏滞作用较小;动态流场中流体对细菌的推动作用更强;一定范围内的微坑宽度使微织构壁面所受流体剪切力更大.结论 吻合钉的仿生微织构表面,加快了细胞外液的流速,提高了微织构壁面和细菌所受流体剪切力,对细菌的附着有一定影响.研究结果为吻合钉抑菌表面的研究提供了理论依据.

目的 研究Stanford A型主动脉夹层的血流动力学变化.方法 收集 4 名Stanford A型主动脉夹层患者和 2 名健康志愿者的主动脉计算机断层扫描血管造影(computed tomography angiography,CTA)图像,建立主动脉三维模型并进行网格划分,使用流体仿真软件对模型进行数值模拟.结果 健康志愿者主动脉内血流近似层流.夹层真腔的血流近似层流,位于破口附近的真腔和被假腔压迫的真腔会在局部形成湍流.真腔的壁面压力高于假腔.心脏收缩期,假腔的壁面压力峰值位于夹层第一个破口处,被假腔压迫的真腔和假腔破口处出现较高的壁面剪切力且破口处出现了应力集中.相比于单一破口的夹层,有 2 个破口的夹层其破口周围的壁面剪切力更低.结论 个体化计算流体力学分析可以为主动脉夹层的个性化诊疗提供参考.

目的:探讨血流动力学指标和肾动脉粥样硬化斑块特征之间的关系,及其在预测肾功能受损方面的效能.方法:回顾性分析 2021 年 11 月—2023 年 5 月单侧肾动脉中重度狭窄患者的肾动脉CTA图像,评估肾动脉斑块特征(狭窄程度、斑块最大厚度、斑块面积、斑块体积、斑块负荷、动脉重塑和钙化)及肾皮质厚度差值(Cortical thickness difference,CTD).使用有限元软件评估血流动力学参数时间平均壁剪切力(Time-averaged wall shear stress,TAWSS)及跨病变壁剪切力比(Wall shear stress ratio,WSSR).测量并比较不同WSSR组间斑块特征的差异,并分析其与斑块特征的相关性.采用Logistic回归分析评价影响肾皮质厚度的独立危险因素.结果:最终纳入 104 例患者.狭窄处TAWSS高于狭窄前TAWSS和狭窄后TAWSS(P均<0.001),狭窄前TAWSS高于狭窄后TAWSS(P<0.001).高WSSR组的狭窄程度、斑块负荷、非钙化斑块比例均高于低WSSR组(P=0.019、P=0.008、P=0.011).WSSR与狭窄程度(r=0.028,P=0.020)和斑块负荷(r=0.028,P=0.020)呈正相关.斑块负荷(OR= 1.764;95%CI 1.008～8.087;P=0.047)和高WSSR(OR=3.047;95%CI 1.123～8.262;P=0.029)是与高CTD独立相关的影像学因素.二者联合预测高CTD的AUC为 0.72.结论:WSSR和斑块特征可能是肾动脉狭窄后反映肾功能指标的重要参数,斑块负荷和高WSSR可以预测肾功能的受损程度.

目的 基于流固耦合(fluid structure interaction,FSI)的方式,分析不同脉压差对颈内动脉狭窄处壁面剪切力(wall shear stress,WSS)的影响.方法 建模为颈内动脉轻度狭窄的CT血管造影(computed tomography angiography,CTA)图像,将模型导入FSI分析软件中.入口条件设定为A、B两组,A组8种入口条件:舒张压设定为80 mmHg,收缩压间隔10 mmHg由90～160 mmHg递增;B组8种入口条件:收缩压设定为120mmHg,舒张压间隔10mmHg由110～40mmHg递减.获取两组数据后,分别测量颈内动脉狭窄处截面收缩期和舒张期的WSS数值和差值.结果 两组WSS差值随着脉压差增大而增大,当压差为80 mmHg时,A组WSS差为92.821 Pa,B组WSS差为98.203 Pa,远高于正常压差(40 mmHg)的WSS差值52.041 Pa;B组脉压差越小,一个心动周期内的整体WSS越高,B组脉压差为10 mmHg时,收缩期和舒张期的WSS分别为220.384 Pa和204.744 Pa.结论 颈内动脉狭窄处的脉压差增高,WSS的振荡幅度也会增大,易造成斑块破裂;当脉压差低且收缩压和舒张压同时偏高时,WSS整体也偏高,同样是斑块的易损因素,通过FSI分析脉压差对颈内动脉狭窄处的WSS数值,有助于临床预防和治疗.