目的 本研究旨在通过在计算流体动力学(CFD)领域扩展冠脉树来提高基于冠状动脉CT血管成像(coronary CT angiography,CCTA)的血流储备分数(FFR)的准确性.进行了一项观察性研究,以评估将冠状动脉树分析从最小直径1.2mm扩展到0.8 mm的效果.方法 对接受CCTA和介入性FFR治疗的患者进行回顾性研究.76名患者符合纳入标准.重建三维冠状动脉树,生成具有不同管腔直径下限(1.2 mm和0.8 mm)的有限元网格.根据Murray定律定义了出口边界条件.应用NKS方法求解CFD控制方程,得到FFRCT.结果 在个体患者水平上,将冠状动脉树的最小直径从1.2mm扩大到0.8mm,FFRCT的灵敏度提高了 16.7％(P=0.022),这导致四个假阴性病例转变为真阳性病例.ROC曲线的AUC值由0.74增至0.83.此外,NKS方法可以解决在2160个处理器核的情况下,在10.5分钟内将冠状动脉树扩展到0.8 mm管腔直径的计算问题.结论 将重建的冠脉扩大到较小的管腔直径可以显著提高FFRCT的敏感性,NKS方法可以为未来的临床应用提供良好的计算时间.

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:研究新型冠状病毒肺炎重症患者远端气道内黏液粘度和表面张力变化对气道开放压力和黏液吸引压力的影响。方法:借助于气道开放的流体动力学模型，预测了气道内充满各种不同粘度和表面张力的黏液时，开启8～14级气道所需的压力以及黏液清除所需的吸引压力。结果:气道开放计算模型表明，当气道黏液具有类似药用甘油室温下的粘度或者呈现花生酱样的流变学特性时，气道开启压力可高达40～50 cmH 2O(1 cmH 2O＝0.098 kPa)；根据黏液粘度和表面张力的不同，吸痰所需的负压高达20 kPa以上，很有可能引起远端气道的关闭。 结论:在一部分新型冠状病毒肺炎重症患者中，由于远端气道高粘度分泌物的存在，限制气道平台压≤30 cmH 2O，故不能保证这些气道的有效开放，且这些高粘度的分泌物很难用纤维支气管镜吸引清除。

目的：:建立房水流动及虹膜变形的数学模型，定量分析因瞳孔阻滞造成前后房压差所引发的闭角型青光眼发病机制。方法：:数值模拟研究。研究正常虹膜形状（虹膜-晶状体间隙为30 μm）和瞳孔几乎后粘连（虹膜-晶状体间隙为5 μm、2 μm）下的房水流动及虹膜变形，利用计算流体动力学数值求解房水流动，并基于单向流固耦合技术进行虹膜在流场作用力下变形的有限元分析。结果：:30 μm的正常虹膜-晶状体间隙前后房的压力几乎相等；对于5 μm和2 μm的虹膜-晶状体间隙，后房比前房压力分别高31 Pa和815 Pa。利用乘幂函数对前后房压差与虹膜-晶状体间隙之间的关系进行拟合，发现当该间隙小于3 μm后，前后房压差将异速增加形成显著虹膜膨隆，导致虹膜表面与角膜接触，引发房角关闭。结论：:从生物力学的角度分析虹膜膨隆与房水流动的相互作用特征，能进一步定量揭示原发性闭角型青光眼瞳孔阻滞发病机制。

肝胆管结石病是肝胆外科常见疾病。胆道系统中胆汁动力学的改变，如流速、压力、粘度等在结石形成过程中起着重要作用。本文介绍了胆道系统胆汁的流体动力学，分析了胆汁动力学改变的影响因素、胆汁动力学改变与结石的关系和胆道流体动力学在肝胆管结石病治疗中的应用，为预防和治疗肝胆管结石提供思路和依据。

上呼吸道由鼻腔及咽喉腔两部分组成，是人体进行呼吸的重要解剖通道。目前经鼻腔内给药治疗鼻腔及肺部疾病的方法日益引起关注。随着计算机技术的不断发展，计算机流体动力学已然成为研究上呼吸道颗粒沉降的常用方法，研究表明颗粒参数、上呼吸道结构、气流特性等均会对颗粒沉降造成影响。本文就目前针对上呼吸道颗粒沉降的研究进展进行综述，完善上呼吸道颗粒物沉降特性的数值模拟研究，为开发经鼻腔给药的装置提供理论依据。

目的:探讨多相流模型对轴流式血泵溶血性能预报的研究。方法:利用计算流体动力学对轴流泵的水动力性能、流场、切应力分布进行分析，建立一种基于切应力的溶血预报模型。体外6次溶血实验，每次应用2 000 ml新鲜抗凝小牛血，在流量为5 L/min，流出道压力100 mmHg(13.3 kPa)，转机4 h，每30 min取血样本，测量血浆中游离血红蛋白(free hemoglobin，FHB)含量和红细胞压积(hematocrit，HCT)，同时留静置的牛血作为对照组，计算标准溶血指数(normal index of hemolysis，NIH)。结果:计算预测FHB变化与体外溶血实验基本吻合，体外验证实验计算NIH结果0.0055 g/100L，与多相流模型预测NIH结果一致。结论:多相流模型可用于心室辅助装置溶血液性能的定量预报，该方法可应用于血泵设计选型阶段。

目的:通过构建腺样体肥大患者上气道计算流体动力学（computational fluid dynamics，CFD）模型并分析其气流流场特征，分析鼻腔气流和口腔气流对硬腭产生的压强差。方法:从2020年11月至2021年11月就诊于河北省眼科医院口腔正畸科和耳鼻咽喉科的儿童患者锥形束CT资料中，根据腺样体厚度占鼻咽腔宽度的占位率（A/N）选取腺样体正常（A/N<0.6）、轻度肥大（0.6≤A/N<0.7）、中度肥大（0.7≤A/N<0.9）和重度肥大（A/N≥0.9）的患者锥形束CT资料各1例，其中男性2例，女性2例，年龄（6.0±1.2）岁（5~7岁）。采用ANSYS 2019 R1软件建立上气道CFD模型，并对CFD模型内部流场进行数值模拟。选取第四颈椎平面、第三颈椎平面、枢椎平面、软腭尖平面、寰椎平面、腺样体平面、硬腭鼻腔平面、硬腭口腔平面作为流场信息的观测平面，观测指标包括压强、压强差、气流流速及流量。结果:腺样体正常CFD模型最大压强差发生于寰椎平面与软腭尖平面之间，为27.98 Pa；轻度和中度肥大CFD模型压强最小和最大流速均位于腺样体平面。腺样体正常和轻度肥大CFD模型的气流完全通过鼻腔，中度肥大CFD模型口腔-鼻腔气流流量比值接近2∶1，重度肥大CFD模型的气流完全通过口腔。腺样体正常和轻度肥大CFD模型的硬腭受到向下的正压力，压强差分别为38.34和23.31 Pa，中度和重度肥大CFD模型的硬腭受到向下的负压力，压强差分别为-2.95和-21.81 Pa。结论:CFD模型可客观量化描述腺样体肥大患者的上气道气流流场信息。随着腺样体肥大程度不断增加，鼻腔气流流量逐渐减少、口腔气流流量逐渐增加；硬腭的口腔侧、鼻腔侧所受压强差逐渐减小直至负值。

针对催化剂产品生产工艺中振动筛分机粉尘危害严重、治理困难的问题，应用计算流体动力学Fluent软件对振动筛分机主要粉尘逸散点，包括细料/粗料出料口和产品出料口吹扫除尘点的局部排风除尘系统进行数值模拟计算，提出振动筛分机局部通风除尘系统最优设计方案和关键技术参数。研究结果表明，在无需送风吹扫的情况下可通过设置上吸罩防止粉尘扩散，但需对排风量进行准确分析计算，过大或过小均会增加粉尘外溢量。在需要吹扫的前提下，需控制送风风量使出料口形成15 cm高度的8 m/s的风速带，可在有效去除催化剂产品固体颗粒表面粉尘的同时，又确保催化剂产品落入料桶。将模拟结果在某催化剂公司的振动筛分机进行应用，作业场所最大粉尘浓度由改造前的45.80 mg/m 3降至5.46 mg/m 3，有效改善了作业场所工作环境。

目的:初步探讨基于计算流体动力学(CFD)模拟脑血流流线的微导管塑形方法在大脑前动脉A1近端后方动脉瘤血管内治疗中的应用，并评价其安全性和有效性。方法:回顾性分析2019年1月至2021年9月郑州大学人民医院脑血管介入治疗中心收治的8例大脑前动脉A1近端后方未破裂动脉瘤患者的临床资料。8例患者术前均行全脑三维数字减影血管造影(3D-DSA)检查，然后依据3D-DSA数据打印1 ∶1透明树脂动脉瘤中空模型，应用CFD模拟动脉瘤血流流线并根据流线进行微导管塑形，体外使用动脉瘤模型验证微导管塑形的准确性；然后进行手术栓塞动脉瘤，并分析术中微导管的到位情况、成功率及稳定性。术后动脉瘤的栓塞结果采用Raymond分级评估；患者术后的神经功能采用改良Rankin量表评分(mRS)评估。结果:体外微导管到位验证试验显示，8例微导管均顺利到位，其稳定性良好。术中7例微导管一次性塑形顺利到位，1例动脉瘤因近端血管迂曲，行二次微导管塑形后顺利到位。所有患者术中导管头端稳定、支撑力良好，无导管脱出，均无动脉瘤破裂及手术相关并发症。术后即刻DSA显示，7例动脉瘤完全栓塞(Raymond分级Ⅰ级)，1例瘤颈少量残留(Raymond分级Ⅱ级)。8例患者的随访时间为3~12个月，其中mRS 0分7例，1分1例。共6例进行了DSA随访，其中5例动脉瘤完全栓塞(Raymond分级Ⅰ级)，1例瘤颈残留(Raymond分级Ⅱ级)。结论:初步观察认为，基于CFD模拟脑血流流线塑形的微导管不仅到位成功率高，而且稳定、支撑力良好，可降低手术难度及风险，从而减少并发症，提高动脉瘤的栓塞效果。