基于cfd的copd患者肺部气道内空气流动特性研究

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1、尸＾＾叮：心了沾基巧霞萬？记Ｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎ、ｈＪ，與分啼个义＇、＾＾Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ．＇．硕±学位论文＇ＴＨＥＳＩＳＦ０民ＭＡＳＴＥ民ＳＤＥＧＲＥＥ论文题目基于ＣＦＤ的ＣＯＰＤ患者肺部气道内空气流动特性研究作者王畅学院中荷生物医学与信息工程学院专业生物医学工程＾指导教师齐守良副教授Ｍ１备注１．？ｉ一？二０—五年六月日Ｊ三、分类号密级ＵＤＣ学位论文基于ＣＦＤ的ＣＯＰＤ患者肺部气道内空气流动特性研究作

2、者姓名：王畅指导教师：齐守良副教授东北大学中荷生物医学与信息工程学院岳勇中国医科大学附属盛京医院申请学位级别：工程：硕±学科类别学科专业名称：生物医学工程论文提交日期：２０１５年５月论文答辩日期：２０１５年６月学位授予日期：２０１５年７月答辩委员会主席：张耀楠评阅人；张耀楠、柯丽东北大学２０１５年６月ＡＴｈｅｓｉｓｉｎＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＡｉｒｆｌｏｗｓ化ＣＯＰＤＡｉｒｗａｓｙｂｙＣｏｍｐｕｔａ材ｏｎａｌＦ

3、ｌｕｉｄＤｙｎａｍｉｃｓＢＷａｎＣｈａｎｙｇｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ａ巧ｏｃｉａｔｅｒｏｆｅｓｓｏｒｉＳｈｏｕｌｉａｎｐｐＱｇＤｏｃｔｏｒＹｕｅＹｏｎｇＮｏｒｔｈｓ过ｓｔｅｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＪｕｎｅ２０１５独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过一的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文

4、作者签名；曰期；Ｗ学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后；’一一半年分年□年半□两年□ＩＩ＂■Ｐ１学位论文作者签名；导师签名：縣进签字日期：＞／ｒ又日签字曰期；鮮的２〇ｆｆ目３坪－－Ｉ东北大学硕去学位论文摘要基于ＣＦＤ的ＣＯＰＤ患者

5、肺部气道内空气流动特性研究摘要ｃｈ一阻塞性肺疾病（ｒｏｎｉｃｏｂｓｔｒｕｃｔｉｖｅｐｕｌｍｏｎａｒｙｄｉｓｅａｓｅ，ＣＯＰＤ）是种具有气流受限一特征的肺部疾病，近年来已经成为种常见肺部的疾病。此疾病具有较髙的发病率，，高死亡率及治疗效果不佳的特点。，给患者本人及家庭带来了经济负担临床上利用肺功能检查获得肺气管的部分评估参数，但对于获取气体在人体气道内的流速，壁面。剪切应力，流量在各级支气管的分配等力学参数仍然存在缺陷本文的主要目的是考察ＣＯＰＤ患者气道同健康人体气道的差异。从形态学，物理学，数学的角度揭示

6、ＣＯＰＤ疾病的发病机理。本文引入了计算流体动力学（ｃｏｍｕｔｅｄｆｌｕｉｄｄｎａｍｉｃｓＣＦＤ）方法研巧人体气道ｐｙ，空气流动的流动特性，ＷＣＴ扫描技术为基础，利用连续的，完整的断层ＣＴ图像通过Ｍｉｍｉｃｓ软件重建出人体气道的Ｈ维几何模型。并将凡何模型转化成Ｘ＿ｔ格式文件后导入ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ进行模拟仿真。ＰＤ一本研究选取４例ＣＯ患者和例健康研究对象作为对照组，假设气道壁面为刚性壁面，空气为牛顿气体，结合个性化的呼吸参数，选用速度入口边界条件，压力出曰边界Ａ－，选择标准Ｓ滿流条件模型，获得能反映

7、空气在气管内的流动将性的相关参数。包括空气的流动速度，壁面压力，壁面剪切力，气道移动方向，流量分布等，通过分析Ｗ上参数揭示气道的通气功能。研巧获得的主要结果如下。（１）同健康研巧对象相比，ＣＯＰＤ患者气道均存在不同程度的扭曲变形。（２）。．２０Ｐａ实现正常生理通气功能所需的压降值更高对于正常研究对象气道内压降为２，．１．９化．８沖ａ．而对于ＣＯＰＤ患者气道压降分别为１４２化，２，１７，２７３１Ｐａ，远高于健康对照姐。（３）ＣＯＰＤ患者气道壁面压为，壁面剪切应力相对于健康对照狙分布更加不均匀。（４）ＣＯＰＤ患者气道

8、狭窄区域内有较高的流速，较低的壁面压力，较高的壁面剪切应为。（５）最大壁面压力出现在入口处。（６）五个研究对象的右侧出口面积比例依次为化６３８