利用非均勻格子Boltzmann方法研究支架對(duì)顱內(nèi)動(dòng)脈瘤血流動(dòng)力學(xué)的影響.pdf

1、顱內(nèi)動(dòng)脈瘤是危害人類身體健康的疾病之一，雖然目前還不清楚具體的致病原因，但血液動(dòng)力學(xué)機(jī)制被認(rèn)為是顱內(nèi)動(dòng)脈瘤形成、發(fā)展乃至破裂的主要因素，受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。在臨床治療方面，植入支架的介入療法取得了良好的治療效果，相較于傳統(tǒng)的手術(shù)方法具有風(fēng)險(xiǎn)小的特點(diǎn)。
　　格子 Boltzmann方法(LBM)是近年來迅速發(fā)展的一種流體系統(tǒng)建模和模擬的新方法，是介于流體的微觀分子動(dòng)力學(xué)模型和宏觀連續(xù)模型之間的介觀模型，兼具二者的優(yōu)點(diǎn)。將LB方

2、法與血流問題結(jié)合已被證實(shí)是一種有效的方法，但是對(duì)于支架具體形態(tài)、旋轉(zhuǎn)、位置等特性沒有深入的討論，且對(duì)于支架的研究不夠精準(zhǔn)。非均勻格子Boltzmann方法是將格子Boltzmann方法與非均勻網(wǎng)格方法進(jìn)行結(jié)合，同時(shí)可以準(zhǔn)確捕捉變化劇烈區(qū)域的流場(chǎng)信息，因此可以兼顧計(jì)算精度和效率。
　　首先本文對(duì)二維動(dòng)脈瘤模型進(jìn)行模擬探討，在二維情形中側(cè)重血流動(dòng)力學(xué)機(jī)制方面的探討。其中包括探討不同旋轉(zhuǎn)角度的支架的作用差異，利用三角形的支架進(jìn)行研究；探

3、討不同截面支架的作用效果，分析了三角形、圓形、正方形、長(zhǎng)方形、梯形的不同作用效果，并給出最優(yōu)的支架截面；探討了支架的放置位置，提出一種基于貪婪規(guī)則的支架放置方法。
　　其次對(duì)三維情形下植入支架的顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的血流情況進(jìn)行模擬，主要側(cè)重探討具體動(dòng)脈瘤模型下血流動(dòng)力學(xué)信息的變化和支架的作用效果，展現(xiàn)動(dòng)脈瘤內(nèi)部的血液流動(dòng)的真實(shí)情形。本文采用基于CUDA的圖形處理單元GPU，有效結(jié)合格子Boltzmann的并行性，從而提高計(jì)算效率。本文的數(shù)