换一批流固耦合分析颈椎生理活动对椎动脉血流动力学的影响
Fluid-structure interaction analysis on hemodynamics of vertebral arteries during physiological activities of cervical spine
摘要目的 建立椎动脉(vertebral artery,VA)流体有限元模型,进行流固耦合计算,以深入了解颈椎活动与VA血流流体力学之间生物力学关系.方法 基于正常人颈椎(C0 ～ T1)及双侧椎动脉三维有限元模型,模拟颈椎前屈、后伸、左右侧弯、左右旋转,观察颈椎活动对VA血管壁应力的影响,并通过流固耦合计算血管壁与流体相互作用,获取血流动力学参数.结果 颈椎活动过程中,VA血管壁的最大应力通常集中在两侧C2横突孔处(入颅方向的第2个弯曲),后伸和侧弯较旋转活动时血管壁最大应变最为明显,应变比值分别为23.04％和35.5％.侧弯活动时,血管最大应力位于对侧横突孔;旋转活动时,血管应变位于同侧横突孔.颈椎活动度方面,最低流速值几乎均出现在生理活动范围的30％ ～ 40％.颈椎前屈、后伸活动时,双侧VA流速-时间变化曲线相似,且在0.5s内,都完成了2次流速增减的循环.侧弯时,同侧VA的波峰和波谷早于对侧VA出现;而旋转时,同侧VA的波峰和波谷晚于对侧VA出现.结论 双侧VA血管壁所受应力特点、血流速-时间变化曲线等结果能与其他实验结果相互验证,并能合理解释相关临床现象.建立的VA模型将为VA相关疾病研究提供较理想的平台.
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关键词
颈椎椎动脉有限元分析流固耦合生物力学Cervical spineVertebral arteryFinite element analysisFluid-structure interactionBiomechanics
医学主题词
颈椎(Cervical Vertebrae)椎动脉(Vertebral Artery)血管(Blood Vessels)血流动力学(Hemodynamics)生物力学现象(Biomechanical Phenomena)
分类号
R318.01（医用一般科学）
栏目名称
发布时间
2015-02-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
基金项目
中医骨伤科学国家重点学科建设项目（100508）
国家自然科学基金（81001528）
上海市领军人才项目（041）
上海市科委重点项目（09dZ1973800）
上海高校中医脊柱病损研究创新团队建设项目（2009-26）
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