通过机械三叶式和胆叶式大动脉门进行血液流动的比较分析
Marek Pawlikowski1, Anna Nieroda1
1Warsaw University of Technology.
Acta of bioengineering and biomechanics
|February 5, 2024
概括
三叶大动脉显示出更多的生理血液流动和更低的压力,与胆叶大动脉相比,可能会增加耐用性. 然而,它的有效孔径面积较小.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 流体动力学 流体动力学
- 心血管器械 心血管器械
背景情况:
- 机械心脏门,包括胆叶和三叶设计,对于治疗大动脉门疾病至关重要.
- 了解血液流动动态和应力分布对于优化门性能和寿命至关重要.
研究的目的:
- 为了在均的流量条件下比较胆叶和三叶主动脉的血液动力性能.
- 评估牛顿式与非牛顿式流体模型对三叶式门背后血流模拟的影响.
主要方法:
- 开发了一个模拟左心室,大动脉和机械门的计算模型.
- 使用多普勒超声波测量来表征脉动性血流.
- 通过分析叶片应力,大动脉壁剪切应力,流速和有效孔面积,使用牛顿和非牛顿 (卡罗) 血液模型来评估门性能.
主要成果:
- 与胆叶 (0.3 MPa) 相比,三叶显示出明显较低的最大米塞斯应力 (0.06 MPa).
- 在胆叶 (151.5 Pa) 观察到的切割应力高于三叶 (49.64 Pa).
- 三叶式 (5.74 m/s) 的最大流速高于胆叶式 (4.52 m/s).
结论:
- 三叶片的中央血流促进了更多的生理流动,减少了血液溶解风险和叶片脱.
- 压力较低的三叶式门表明增强的耐用性.
- 三叶式设计的缺点包括较小的外围流和相对较低的有效孔径面积.
