脑出血中豆纹动脉出血易发点的流固耦合分析

建立了大脑中动脉M1段与豆纹动脉(LSA)管壁/血液耦合模型。采用有限元法,利用ANSYS WORKBENCH中Transient Structural和CFX相互结合的专用流固耦合算法Fluid Solid Interface实现结构分析和流体分析的双向耦合计算,其中假设血管壁为各项同性线弹性体,血液为不可压缩牛顿流体,用有限元方法对大脑中动脉段M1段与豆纹动脉血管内的血流情况进行了数值模拟,在给定进出口血压条件下模拟出豆纹动脉弹性管壁压强、应力、应变分布与血液流场分布,并由此构建了豆纹动脉近似等强度模型。临床显示颅内压增高与血压增高可导致脑部丘脑部位供血不足,即豆纹动脉末端流速减慢。在近似等强度模型下,通过对比分析发现:随着豆纹动脉末端流速的减慢,豆纹动脉内血压增高,且距离末端越近,血压增高幅度越大,导致末段附近等效应力大幅度提高,形成管壁破裂易发点,即为豆纹动脉出血危险部位,与临床统计的脑动脉出血高发部位相吻合。