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医用生物力学第卷第期年月
№,. ,.
文章编号:—
可实现特殊网格划分的个性化动脉瘤
实体模型的构建
孟宪龙, 付文宇, 顾兆勇, 乔爱科
,.生命科学与生物工程学院,北京
摘要:目的通过建立一个可以用于有限元分析,可进行分区域网格划分的个性化主动脉弓动脉瘤实体模型,探索
一种能满足特殊网格划分要求的个性化实体模型的建立方法。方法采用逆向工程的思想方法,借助和
/软件,以原始格式的表面模型为依据,建立了一个个性化主动脉弓动脉瘤实体模型,并加入理想化支架
模型,导人有限元分析软件最终完成实体模型的建立和分块。结果建立的有限元模型,可进行针对边界
层和支架的分区域网格划分,并完成了一个血流动力学模拟仿真。结论建立的模型基本满足对特定区域网格细
划分的需要,可以为支架介入治疗动脉瘤的血流动力学仿真提供基础。所建模型的方法是可行的,可以为将来建
立其他类似模型提供参考。
关键词:主动脉弓动脉瘤;表面模型;网格划分;有限元模型
中图分类号: 文献标志码:
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收稿日期:.;修回日期:一
基金项目:国家自然科学基金资助项目,北京市自然科学基金资助项目,北京市教委基金资助项目
作者简介:孟宪龙,男,研究方向:机械、生物力学。
通讯作者:乔爱科,:;—: ..
孟宪龙,等. 可实现特殊网格划分的个性化动脉瘤实体模型的构建
X n - o e t M e t h o f r e c o n tr u c t a n t - i r
M E N G ]a l n g , a L o d s p ti e s p e c fi c m o d e l o f a o ti c a r c h
a r 悖 u r 垮 m fo r p a ddc u la r d e m a n d s o n m e s h i n g
一
动脉瘤是种严重的血管疾病, 其破裂出血会像三维重建方法中的三维面绘制功能而得到的表面
¨ 工 J 2 8 8 7 9
严重威胁人类的健康和生命。随着计算机计算模型, 由个空间三角形小平面组成, 如图 1
速度的不断提高和近似计算方法的发展, 科学工作所示。
者利用计算机数值模拟方法代替从前实验法对动脉
旧一0
瘤的成因和治疗进行研究。动脉瘤模型的建立
一
是进行数值模拟的重要步。为了验证血流动力学
现象, 研究人员有时忽略个体差异, 采用理想化模
”。 J
型, 比如将血管简化成截面规则变化的圆管, 动
喁。]
脉瘤简化为长在血管上的球囊状凸起。但是为
了辅助医生制定手术方案或分析个别病例, 要求获
得更加接近实际的模拟结果, 就不能忽略几何形状
0 l o - 12 ]
因素对血流动力学现象的影响。这就需要通
过对真实的图像进行处理, 建立个性化三维模
图 1 原始主动脉弓动脉瘤表面模型
㈣引
型。
F ig 。 1 O r /g in a l m o d e l o f a o r t/c a r c h a n e u ,,s m
随着对主动脉弓动脉瘤研究的深入进行, 为了
计算机硬件配置及建模软件系统。硬件使用普
更准确地分析动脉瘤壁面切应力及梯度变化, 要求
A M D A t h l o n t m 6 4 P r o c e s s o r
在划分网格时对接近壁面的流体边界层做特殊处通台式个人计算机, ( )
3 5 0 0 + 1 G B 1 6 0 B A T I
, 内存为, 硬盘为 G , 显示卡为
理, 建立既可以满足特殊网格划分要求又要在几何
A D E N X e r i e s
R O P R E S S 2 0 0 S 。使用的建模软件是
形状上接近真实的动脉瘤模型。
一 G e o m a i c s t u d i o 7 P r o /E W i l df i r e 2 . 0 A N S Y S
本研究的目的是建立个可进行分区域网格划 g 、和。
1 . 2 对原始 S T L 格式表面模型前处理
分, 用于有限元分析的个性化主动脉弓动脉瘤实体
由于主动脉弓顶部 3 个分支及边界线的存在会
模型, 可以为血流动力学数值分析提供基础。