血流动力学应用PPT课件
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血流动力学基础解读课件
利用多普勒效应测量血流速度和方向，评估血管功能 和血流状态。
04
血流动力学异常与疾病
高血压与血流动力学
高血压与血流动力学异常密切相关，高血压会导致血管阻力增加，心脏负担加重， 进而引发一系列心血管疾病。
高血压患者的血流动力学异常主要表现为血管阻力增加、心输出量增加、外周阻力 增大等，这些因素相互作用，加剧了高血压对心血管系统的损害。
个体化血流动力学研究
根据个体差异，开展个体化的血流动力学研 究，为临床治疗提供更有针对性的方案。
血流动力学在医学领域的应用前景
心血管疾病诊疗
通过血流动力学监测，评估心血 管疾病的病情和预后，为治疗提 供依据。
重症医学应用
在重症患者中，血流动力学监测 对于评估病情、指导治疗具有重 要意义。
药物研发与评价
热稀释法
在导管头端加热一定量生 理盐水，通过温度变化计 算心输出量。
血气分析
抽取动脉血液样本，分析 氧气和二氧化碳浓度，了 解氧合状态。
动态监测技术
连续心输出量监测
通过放置在心脏的传感器，实时监测心输出量和血流 动力学参数。
生物阻抗分析
利用电学原理测量身体阻抗变化，评估体液分布和循 环血量。
多普勒超声
血流动力学基础解读课件
• 血流动力学概述 • 血流动力学基础知识 • 血流动力学监测技术 • 血流动力学异常与疾病 • 血流动力学治疗与干预 • 血流动力学研究展望
01
血流动力学概述
定义与概念
总结词
血流动力学是研究血液在心血管系统 中的流动和压力变化的一门科学。
详细描述
血流动力学主要关注血液在心血管系 统中的流动特性、压力分布、血流量 、血管阻力等参数，以及这些参数之 间的相互关系和影响。
04
血流动力学异常与疾病
高血压与血流动力学
高血压与血流动力学异常密切相关，高血压会导致血管阻力增加，心脏负担加重， 进而引发一系列心血管疾病。
高血压患者的血流动力学异常主要表现为血管阻力增加、心输出量增加、外周阻力 增大等，这些因素相互作用，加剧了高血压对心血管系统的损害。
个体化血流动力学研究
根据个体差异，开展个体化的血流动力学研 究，为临床治疗提供更有针对性的方案。
血流动力学在医学领域的应用前景
心血管疾病诊疗
通过血流动力学监测，评估心血 管疾病的病情和预后，为治疗提 供依据。
重症医学应用
在重症患者中，血流动力学监测 对于评估病情、指导治疗具有重 要意义。
药物研发与评价
热稀释法
在导管头端加热一定量生 理盐水，通过温度变化计 算心输出量。
血气分析
抽取动脉血液样本，分析 氧气和二氧化碳浓度，了 解氧合状态。
动态监测技术
连续心输出量监测
通过放置在心脏的传感器，实时监测心输出量和血流 动力学参数。
生物阻抗分析
利用电学原理测量身体阻抗变化，评估体液分布和循 环血量。
多普勒超声
血流动力学基础解读课件
• 血流动力学概述 • 血流动力学基础知识 • 血流动力学监测技术 • 血流动力学异常与疾病 • 血流动力学治疗与干预 • 血流动力学研究展望
01
血流动力学概述
定义与概念
总结词
血流动力学是研究血液在心血管系统 中的流动和压力变化的一门科学。
详细描述
血流动力学主要关注血液在心血管系 统中的流动特性、压力分布、血流量 、血管阻力等参数，以及这些参数之 间的相互关系和影响。
血流动力学的相关知识护理课件
血液的特性
血液具有粘滞性、凝固性和渗透 性等特性，这些特性对维持血液 循环的正常功能具有重要作用。
血压与脉搏
血压
血压是指血液在血管壁上产生的压力，是血液循环的动力。 血压分为收缩压和舒张压，收缩压是指心脏收缩时血压达到 的最高值，舒张压是指心脏舒张时血压达到的最低值。
脉搏
脉搏是指动脉血管的搏动，与心脏的收缩和舒张活动密切相 关。脉搏的频率和强度可以反映心脏和血管的功能状态。
05
血流动力学护理实践
护理评估与诊断
01
02
03
评估患者情况
了解患者病史、症状、体 征以及实验室检查结果， 评估患者的血流动力学状 态。
诊断病因
根据评估结果，确定患者 血流动力学异常的原因， 如心脏疾病、血管病变等 。
制定护理计划
根据评估和诊断结果，制 定个性化的护理计划，明 确护理目标和重点。
VS
详细描述
个体化护理方案是根据患者的年龄、性别 、病情等因素，制定针对性的护理措施。 这种护理方式能够更好地满足患者的需求 ，提高护理效果，促进患者的康复。实践 证明，个体化护理方案在血流动力学护理 中具有积极的作用。
护理教育与培训的改革与发展
总结词
加强护理人员的培训和教育，提高其专业水平和护理技能，是推动血流动力学护理发展 的重要途径。
概念
血流动力学主要关注血液在血管中的 流动状态、血流速度、压力、阻力、 血流量等参数，以及心脏、血管等器 官对血流的调节作用。
血流动力学的重要性
生理功能维持
正常的血流动力学是维持人体正 常生理功能的基础，如氧气和营 养物质的运输、代谢废物的排除
等。
疾病诊断
血流动力学异常是许多疾病的共同 特征，通过检测血流动力学参数可 以为疾病的诊断提供重要依据。
血液具有粘滞性、凝固性和渗透 性等特性，这些特性对维持血液 循环的正常功能具有重要作用。
血压与脉搏
血压
血压是指血液在血管壁上产生的压力，是血液循环的动力。 血压分为收缩压和舒张压，收缩压是指心脏收缩时血压达到 的最高值，舒张压是指心脏舒张时血压达到的最低值。
脉搏
脉搏是指动脉血管的搏动，与心脏的收缩和舒张活动密切相 关。脉搏的频率和强度可以反映心脏和血管的功能状态。
05
血流动力学护理实践
护理评估与诊断
01
02
03
评估患者情况
了解患者病史、症状、体 征以及实验室检查结果， 评估患者的血流动力学状 态。
诊断病因
根据评估结果，确定患者 血流动力学异常的原因， 如心脏疾病、血管病变等 。
制定护理计划
根据评估和诊断结果，制 定个性化的护理计划，明 确护理目标和重点。
VS
详细描述
个体化护理方案是根据患者的年龄、性别 、病情等因素，制定针对性的护理措施。 这种护理方式能够更好地满足患者的需求 ，提高护理效果，促进患者的康复。实践 证明，个体化护理方案在血流动力学护理 中具有积极的作用。
护理教育与培训的改革与发展
总结词
加强护理人员的培训和教育，提高其专业水平和护理技能，是推动血流动力学护理发展 的重要途径。
概念
血流动力学主要关注血液在血管中的 流动状态、血流速度、压力、阻力、 血流量等参数，以及心脏、血管等器 官对血流的调节作用。
血流动力学的重要性
生理功能维持
正常的血流动力学是维持人体正 常生理功能的基础，如氧气和营 养物质的运输、代谢废物的排除
等。
疾病诊断
血流动力学异常是许多疾病的共同 特征，通过检测血流动力学参数可 以为疾病的诊断提供重要依据。
血流动力学基础解读ppt课件
16
中Hale Waihona Puke 静脉压（CVP）里程碑之一▪ 血液流经右心房及上、下腔静脉胸腔段压力。
1959 ，Hughes and Magovern 首次 描述了测量CVP的方法，并用来指 导液体治疗。
至今 CVP 成为血容量指标，用来 指导液体治疗。
17
Surviving Sepsis Campaign: International Guidelines for Management of Severe Sepsis and Septic Shock: 2012
▪ 但此时的中心静脉压值仅是初始压力，并 不是意味着在血流动力学治疗中需要维持 高的中心静脉压。
31
▪ 动态阶梯性液体复苏策略包括早期扩容、 维持容量状态和递减治疗(包括脱水治疗)， 也提示维持较低中心静脉压的重要性。
▪ 越来越多的研究发现，过于激进的液体复 苏导致液体过负荷，从而使得无论是严重 感染、外科手术或外伤以及胰腺炎的患者 病死率和致死率升高。
11
▪ Boyd发现，液体正平衡超过4 d或第12天仍 在正平衡、中心静脉压升高至大于12 mmHg超过12 h，感染性休克患者的病死率 明显升高。
▪ 近期关于感染性休克复苏的ProCESS研究 显示，感染性休克患者的病死率远低于早 期目标指导治疗(EGDT)研究，相比2个研 究发现，ProCESS研究复苏所用的液体量较 EGDT研究少，中心静脉压较EGDT研究低。
▪ 肺容积减少时，由于肺泡外血管急剧扭曲 而倾向于塌陷；同时，周边气道塌陷引起 的肺泡缺氧导致缺氧性肺血管收缩。这两 方面因素导致PVR、肺动脉压升高，右室射 血阻力增加。
45
恰当的肺复张与通气策略可改善 右心功能，改善血流动力学状态
中Hale Waihona Puke 静脉压（CVP）里程碑之一▪ 血液流经右心房及上、下腔静脉胸腔段压力。
1959 ，Hughes and Magovern 首次 描述了测量CVP的方法，并用来指 导液体治疗。
至今 CVP 成为血容量指标，用来 指导液体治疗。
17
Surviving Sepsis Campaign: International Guidelines for Management of Severe Sepsis and Septic Shock: 2012
▪ 但此时的中心静脉压值仅是初始压力，并 不是意味着在血流动力学治疗中需要维持 高的中心静脉压。
31
▪ 动态阶梯性液体复苏策略包括早期扩容、 维持容量状态和递减治疗(包括脱水治疗)， 也提示维持较低中心静脉压的重要性。
▪ 越来越多的研究发现，过于激进的液体复 苏导致液体过负荷，从而使得无论是严重 感染、外科手术或外伤以及胰腺炎的患者 病死率和致死率升高。
11
▪ Boyd发现，液体正平衡超过4 d或第12天仍 在正平衡、中心静脉压升高至大于12 mmHg超过12 h，感染性休克患者的病死率 明显升高。
▪ 近期关于感染性休克复苏的ProCESS研究 显示，感染性休克患者的病死率远低于早 期目标指导治疗(EGDT)研究，相比2个研 究发现，ProCESS研究复苏所用的液体量较 EGDT研究少，中心静脉压较EGDT研究低。
▪ 肺容积减少时，由于肺泡外血管急剧扭曲 而倾向于塌陷；同时，周边气道塌陷引起 的肺泡缺氧导致缺氧性肺血管收缩。这两 方面因素导致PVR、肺动脉压升高，右室射 血阻力增加。
45
恰当的肺复张与通气策略可改善 右心功能，改善血流动力学状态
血流动力学临床应用
7
© 2016 Mindray Confidential
血流动力学监测有哪些有创方法？
监测技术 有创压监测 非校正动脉轮廓 分析 监测方法 动、静脉导管 产品型号 -测量指标 中心静脉压， CCO（CCI）、SVV、 SVR（SVRI）， ScVO2，动脉压（监 护） CCO，SVO2，EDV， CVP，PAP，PAWP （监护） 动脉导管，专用动 爱德华维捷流 脉压力传感器 （Vigileo）；爱德 华EV1000；Pulsion 公司PulsioFlex平台 配备ProAQT技术 漂浮导管 爱德华Vigilance II
SVV > 10% PPV > 13% SVV 0-10% PPV 0-13%
∆ SV1
∆ EDV1
24
∆ EDV2
Frank-Starling
EDV
肺水
EVLW – Extravascular Lung water • 床边直接量化肺水肿 • 包括细胞内液，间质液以及肺泡内液 • ELWI is indexed to “Predicted Body Weight” (theoretical body weight)
CFI = CI / GEDI
CI V SV V SV V SV V V SV Low Contractility V SV
High Contractility
SV
Normal Contractility
18
Volume Responders
Target Area
Volume Overload
Preload
•
心肌收缩力
– 全心射血分数 GEF – 心功能指数 CFI – 左室收缩力指数 dPmx
血流动力学检测PPT课件
1 适应证
各类大中手术,尤其是心血管、颅脑和腹部大而复杂的手术 大量输血 脱水、失血和血容量不足 各类休克 心力衰竭等
2 穿刺途径
左、右颈内静脉 左、右锁骨下静脉 左、右股静脉
3.注意事项
判断导管在上、下腔静脉或右房内 调零 确保导管测压系统内无凝血、空气,导管无扭曲 测压时确诊静脉内导管通畅无阻 加强管理,严格遵守无菌操作
意义: 测量中心静脉压(CVP) 肺动脉插管 抽取静脉血 输液 输各种药物
中心静脉压(CVP)组成: 右心室充盈压 静脉内壁压即静脉内血容量 静脉收缩压和张力 静脉毛细血管压 意义: CVP主要反映右心室前负荷,其高低与血容量静脉张力和右心功能有关 注:CVP不能代表左心功能,当病人出现左心功能不全时,CVP也就失去参考价值
概 述
1无创伤 2创伤性
一 分类
血流动力学监测是临床麻醉、重症监测和治疗的重要手段
还可分为常用的和选择性两种 1.常用的包括心电图,动脉压,中心静脉压等 2.选择性包括肺动脉压,心排血量,体或肺循环血管阻力等
适应证
内、外、小儿各科的重危病症 创伤、休克、呼吸衰竭和心血管疾病 心、胸、脑外科等较大而复杂的手术
1.76 0.86 0 0 0.01 0.01 0.61 0.05 0.05 0
5.6 5.5 0.24 0.03 0.1 0.34 1.39 1.0 1.0 0.13
3 方法
1 无创(间接测量法) 袖套测压法 自动化间接测压法 电子血压计 自动化连续测压法 2 有创(动脉直接测压) 以下主要介绍有创血压监测
动脉穿刺插管直接测压
意义 反映每一个心动周期 动脉压波形初步判断心脏功能 评估左心室收缩功能 方便采动脉血测定血气、电解质变化
各类大中手术,尤其是心血管、颅脑和腹部大而复杂的手术 大量输血 脱水、失血和血容量不足 各类休克 心力衰竭等
2 穿刺途径
左、右颈内静脉 左、右锁骨下静脉 左、右股静脉
3.注意事项
判断导管在上、下腔静脉或右房内 调零 确保导管测压系统内无凝血、空气,导管无扭曲 测压时确诊静脉内导管通畅无阻 加强管理,严格遵守无菌操作
意义: 测量中心静脉压(CVP) 肺动脉插管 抽取静脉血 输液 输各种药物
中心静脉压(CVP)组成: 右心室充盈压 静脉内壁压即静脉内血容量 静脉收缩压和张力 静脉毛细血管压 意义: CVP主要反映右心室前负荷,其高低与血容量静脉张力和右心功能有关 注:CVP不能代表左心功能,当病人出现左心功能不全时,CVP也就失去参考价值
概 述
1无创伤 2创伤性
一 分类
血流动力学监测是临床麻醉、重症监测和治疗的重要手段
还可分为常用的和选择性两种 1.常用的包括心电图,动脉压,中心静脉压等 2.选择性包括肺动脉压,心排血量,体或肺循环血管阻力等
适应证
内、外、小儿各科的重危病症 创伤、休克、呼吸衰竭和心血管疾病 心、胸、脑外科等较大而复杂的手术
1.76 0.86 0 0 0.01 0.01 0.61 0.05 0.05 0
5.6 5.5 0.24 0.03 0.1 0.34 1.39 1.0 1.0 0.13
3 方法
1 无创(间接测量法) 袖套测压法 自动化间接测压法 电子血压计 自动化连续测压法 2 有创(动脉直接测压) 以下主要介绍有创血压监测
动脉穿刺插管直接测压
意义 反映每一个心动周期 动脉压波形初步判断心脏功能 评估左心室收缩功能 方便采动脉血测定血气、电解质变化
血流动力学 ppt课件
• RVSWI= (MPAP-CVP)×SVI×0.0136
4—8
g m/m ppt课件
2
25
• 心血管参数（5）
–RVEF –RVEDV
•肺动脉导管可以测出SV
•改良的新式肺动脉导管（仍然利用温度稀
释法）可以测出右心室的EF
• RVEVD=SV/RVEF
ppt课件
26
血流动力学指标 (6)
• 氧输送参数
病人的循环处于何种状态
心脏功能 处于何种状态
血管系统功能 处于何种状态
ppt课件
28
反映每搏输出量(SV) 的决定因素
前负荷 心肌收缩力 后负荷
ppt课件
29
心脏的前负荷(Preload)
• 指肌肉在发生收缩前所承载的负荷，它使肌肉在 收缩前处于某种被拉长的状态。
• 意义--Frank-Starling心定律
血流动力学
血流动力学
ppt课件
2
血流动力学监测
• 研究的是血液在循环系统中运动的 物理学。通过对作用力、流量和容 积三方面因素的研究，观察血液在 循环系统中的运动情况。
ppt课件
3
血流动力学参数的产生
ppt课件
4
ppt课件
5
Swan-Ganz肺动脉内热稀释漂浮导管
经压力传感器接床边监护仪 测PAP，WP
ppt课件
17
血流动力学常用指标
ppt课件
18
血流动力学常用指标
ppt课件
19
血流动力学指标 (1)
• 心血管参数（1）
–中心静脉压:
CVP=RAP=RVEDP (右房/室间无阻塞) 6-12 mmHg
–肺毛细血管嵌顿压:
[课件]血液循环理论及血流动力学、氧动力学PPT
![[课件]血液循环理论及血流动力学、氧动力学PPT](https://img.taocdn.com/s3/m/a4c094dd0242a8956aece417.png)
血流动力发展的里程碑
• Swan联想到带气囊的心脏导管可以随血流在心 脏内向前飘移, 1967－1970年他与Ganz合作研 制了顶端带气囊,血流导向的肺动脉漂浮导管 （Balloon-tip flow-directed Catheter），并 应用于临床,因此常把肺动脉漂浮导管称为 Swan-Ganz导管。
血液循环的“故事”
• 古希腊哲学家希波克拉底 （Hippocrates, 约公元前460-377）提 出了人体的“体液学说”：人体由血 液、粘液、黄胆和黑胆四种体液组成， 这四种体液的不同配合使人们有不同 的体质。他认为脉搏是血管运动引起 的，而且血管连通心脏。
血液循环的“故事”
• 古希腊著名学者、哲学家亚里士多德(Aristotle，公元前 384-322)（上图）被誉为仅次于神的权威，但他对人的 血液循环毫无认识，他提出人体内（血管内）充满着空 气。 • 古希腊的医生、解剖学派创始人赫罗菲拉斯 （Herophilus，公元前335-280)写有《论解剖学》等著 作，他在解剖人体时最早发现了血管，并第一个区别了 动脉和静脉：动脉有搏动，静脉没有搏动。 • 古希腊的著名解剖学家埃拉西斯特拉特（Erasistratus， 公元前304-250年）在肉眼所能及的范围内详细观察了 动脉和静脉在人体全身的分布，甚至注意到了微血管的 状态。 他对心脏和血管系统之观察研究，给后人留下 宝贵资料。他第一个精确地描述了心脏的半月瓣、三尖 瓣和二尖瓣等结构。
血液循环的“故事”
• 17世纪，英国科学家威廉· 哈维（William Harvey，1578-1657） （左图）真正找到了血液流通的途径，为人们充分了解人和动物 的生理学开辟了新的途径。 • 哈维的老师哲罗姆· 法布里修斯（Hieronymus Fabricius，15371619）（右图）发现了静脉瓣，但是法布里修斯没有能理解这些 瓣膜的真正功能。 • 哈维受到启发，他做了绑扎人体上臂血管和计算血流量的实验 （右下图）。发现动脉和静脉中血液流动的方向相反：一个从心 脏流向肢端， 一个从肢端流回心脏。哈维还对动物搏动着的心脏 进行了仔细观察。他发现，心脏的左右两部分并不是同时收缩的， 左右心房和左右心室的房室口的瓣膜是单向阀，静脉中的静脉瓣 也是单向阀。很明显，血液从心脏里被推送出来后，沿着动脉流 到全身，又循着静脉回到心脏，瓣膜起到防止血液倒流的作用。
血流动力学课件讲解
血流速度
血管阻力和动脉压力影响血流速 度。
静脉回流和心脏收缩的联系
静脉回流
靠心脏收缩和肌肉收缩来推动。
血液回流
静脉瓣膜避免了血液逆流，促进血液回流 至心脏。
心脏收缩
心脏收缩提供了更强大的驱动力，推动静脉血液回流。
循环系统中的流速和流量
1 流速
血液在动脉中流速快，而 在毛细血管中流速慢。
2 流量
心脏每分钟将5升的血液 推送到循环系统。
3 血压
动脉血液流速和流量决定 了血压的高低。
静脉
将脱氧血回流到心脏。
血液循环的过程和路径
1
氧气供应
2
动脉将氧合血输送到各个器官。
3
二氧化碳的回流
4
静脉将脱氧血回流到心脏。
心脏收缩
左心室将氧合血推入主动脉。
氧气和营养物质交换
毛细血管将氧气和营养物质释放到组织。
血管阻力和动脉压力的关系
血管阻力
血管阻力越大，动脉压力越高。
动脉压力
动脉压力正常范围是 120/80mmHg。
血流动力学课件讲解
血流动力学是研究血液在心血管系统中流动的科学。本课程将深入探讨血流 动力学的各个方面，包括血液组成、血管结构、循环过程、心脏功能和血压 调节等。
什么是血流动力学？
定义
血流动力学研究血液在循环 系统中的流动规律以及其对 器官和组织的影响。
重要性
了解血流动力学有助于诊断 和治疗心血管疾病，优化器 官功能，改善患者生存质量。
应用领域
血流动力学广泛应用于心脏 病学、重症监护、麻醉学以 及体育医学等领域。
血液的组成和构成
血液组分 红细胞 白细胞 血小板 血浆
含量 约占血液体积的45% 约占血液体积的1% 约占血液体积的4% 约占血液体积的50%
血流动力学ppt课件
药物研发
在药物研发过程中，血流 动力学的研究有助于评估 药物的疗效和安全性，为 新药的研发提供依据。
02
血流动力学基础知识
血液的组成与特性
血液的组成
血液由血浆、红细胞和白细胞组成。血浆中含有电解质、蛋 白质、葡萄糖和激素等物质，红细胞负责运输氧气和营养物 质，白细胞则参与免疫反应。
血液的特性
血液具有粘滞性，即其流动性受到一定阻力。此外，血液还 具有凝血和纤溶功能，以维持正常的生理止血机制。
高血压的分类与特点
高血压可分为原发性高血压和继发性高血压，原发性高血压病因不明，可能与遗传、环境因素有关； 继发性高血压可由肾脏疾病、内分泌疾病等引起。高血压的特点是血压持续升高，可导致心脑血管疾 病、肾脏疾病等并发症。
冠心病与血流动力学
冠心病与血流动力学异常
冠心病患者常出现血流动力学异常，包括冠状动脉狭窄、心肌缺血、心肌梗死等。这些 异常会导致心肌收缩力下降、心输出量减少、血压下降等，严重时可导致心力衰竭或猝
药物研发
在药物研发过程中，了解药物对血 流动力学的影响是非常重要的，有 助于评估药物的疗效和安全性。
血流动力学的应用领域
01
02
03
临床医学
血流动力学在临床医学中 有着广泛的应用，如心血 管疾病、肾脏疾病、脑血 管疾病等的诊断和治疗。
生理学研究
血流动力学是生理学研究 的重要领域之一，有助于 深入了解心血管系统的生 理机制和调节机制。
概念
血流动力学主要关注血液在血管中的流动特性，包括血流速度、血流量、血压 、血管阻力等，以及这些因素如何影响心血管系统的功能。
血流动力学的重要性
生理机制
了解血流动力学的生理机制有助 于理解心血管系统的正常运作， 以及在疾病状态下可能出现的变
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不同注射速度壁面剪切力比较
建模结果以及数据化分析
（3）血流流线图
不同注射速度血流流线图比较
4.非稳态数值模拟结果
进口条件
4.非稳态数值模拟结果
(1)壁面总压力
t1
t2
t3
4.非稳态数值模拟结果
(2)壁面剪切力
t1
t2
t3
4.非稳态数值模拟结果
（3）血流流线图
t1
t2
t3
4.手术前后模型数值模拟结果
血流动力学应用
简介
• 血流动力学在动脉瘤的病理形成和瘤内血栓生成方面起重 要作用，虽然在基础实验和临床上都进行了相关的研究， 尤其是体外实验已经进行了详细的血流动力学各项参数的 模拟，但是这些研究多是基于理想化的动脉瘤模型或者实 验动物动脉瘤模型，对于具体的临床病人价值不高，因此 针对临床病人颅内动脉瘤进行的血流动力学个体化研究更 有意义。
壁剪切力(WSS)
• 壁剪切力（wall shear stress，WSS）：是粘性的血流通 过固体表面形成的动态摩擦力。血管内皮细胞会通过释放 血管舒张因子和收缩因子来调节局部血管张力，它对于震 荡的剪切力较为敏感，与直接的机械压力相比，这种震荡 的剪切力通过刺激各种内皮细胞的功能而产生很强的生物 学效应．增加的WSS可以刺激内皮细胞分泌一氧化氮． 一氧化氮是一种强的血管扩张因子，也是一种血管壁退化 的潜在因子．因此局部WSS的增加会导致局部血管壁的 扩张和退化口，进而形成动脉瘤或者导致动脉瘤的生长。
简介
• 由于技术手段的限制，目前无法对颅内动脉瘤患者实施 血流动力学参数的在体检测。因此，应用(computational fluid dynamics，CFD)建立颅内动脉瘤的三维实体动力学 分析模型，分析瘤内血流运动模式及血流--瘤壁相互作用 机制成为可靠的技术手段。
简介
• 目前研究多应用计算流体力学(computational fluid dynami cs，CFD)来模拟进而获得动脉瘤内血液动力学的信息， 以便更好的理解实际体内动脉瘤的血流动力学机理。 • 其中动脉瘤内部的流速、压力、壁面剪切力等流体力学参 数对动脉瘤病理生理机制非常重要，利用流利力学有限元 分析方法能在体外对动脉瘤内部的血流情况进行数值模拟 ，观测瘤体内部血流动力过程。
技术路线
• 二、动脉瘤三维实体重建模型 • 建模环境：在微机的Windows平台下建立脑动脉瘤的三维有限元几何 模型。 • 1.原始数据采集：进行DSA造影，3D旋转取得血管影像，剪切无关血 管，保留载瘤动脉和动脉瘤，将动脉瘤横断图切片以图片格式输出。 • 2.将图片进行图像处理，使Ｍimics的横断图窗、纵切图窗、轴位图窗 的血管影像能清晰完整显示，进行三维重建。再对重建后的影像进行 平滑处理。将三维模型导出为格式文件。 • 3.划分网格：将上一步生成的格式文件导入ICEM CFD，用Block分块 ，并用O-Block法划分三维结构网格。 • 4.医学3D图像生成及编辑处理软件Mimics，有限元分析软件ANSYS 进行数据建模。
•
*Shojima M, Oshima M,Takagi K,et al. Role of the blood stream impacting force and the local pressure elevation in the rupture of cerebral aneurysms [J]. Stroke,2005,36:1933-1938.
研究目的
• （1）基于影像DSA图像，应用医学软件MIMICS及有限元 软件ANSYS能够实现个体化颅内动脉瘤血流动力学模拟 ，观察颅内动脉瘤的血流动力学变化。 • （2）探讨颅内动脉瘤的血流动力学特征与其发生、发展 、破裂和复发的关系。
技术路线
• （1）基于MIMICS软件对颅脑DSA图像进行三维重建。 • （2）使用ANSYS ICEM CFD 进行网格化 • （3）采用计算流体动力学软件对研究对象重建模型进行 稳态和非稳态数值计算 • （4)采用计算流体动力学软件研究对象重建模型进行非稳 态数值计算对比分析手术前后的血流动力学变化
建模结果以及数据化分析
1.MIMICS重建颅内动脉瘤模型与DSA工作站重建模型对比
MIMICS重建模型
DSA工作站重建模型
建模结果以及数据化分析
2 面网格模型与体网格模型网格模型
面网
不同注射速度壁面总压力 比较
建模结果以及数据化分析
(2)壁面剪切力
技术路线
• 一、血流动力学模型 • 1 控制方程假定血液是层流且为粘性的，不可压缩的牛顿 流体。一般 情况下的流体力学控制方程包括连续方程、动量方程和能量方程。本 研究不考虑能量的传递，例如热量 的传递等，因此不考虑能量方程。 同时假设重力不计，控制流动的基本方程是不可压缩Navier--Stokes 方程来控制 • 2.边界条件 将动脉瘤壁设定为刚性，因此忽略了动脉瘤壁弹性和厚度 对血流动力学结果的影响。血流和管壁之间没有滑动和穿透。 • 3.数值计算 NS方程组采用守恒形式的有限体积法来离散，时间采用 隐格式，网格单元为四面体型网格。在每个网格节点周围构造控制体 ，通量通过位于两个控制体界面上的结合点来计算 。
简介
• 血流动力学研究中几个关键的概念： • 1、血流冲击力：其来自于血流的惯性力，垂直作用于血 管壁。 • 2、壁剪切力（wall shear stress，WSS）：WSS是血液流动时 血流对血管壁的切向作用力，其作用方向平行于血管壁， 大小与血流速度有关，血流速度越快，血流速度梯度越大 ，血流产生的WSS也就越大
壁面总压力
术前
术后
4.手术前后模型非稳态数值模拟结 果
壁面剪切力
术前
术后
4.手术前后模型非稳态数值模拟结 果
血流流线图
术前
术后
• 血流冲击力：可造成被冲击区域压力的增高，当血流的速 度降低时，血液的机械运动能力转化为压力，在血流场中 ，称作动压力 (dynamic pressure)。在血流冲击瘤壁或者 动脉壁时血流改变方向 ，速度立刻随之降低，这样大部 分动压力转化为静压力，结果导致被冲击区域局部压力的 增高，动脉瘤内复杂的速度分布可导致动脉瘤内压力增高 *。