动脉瘤囊内植入泡沫对母管腔流场结构的影响：涡结构与扰动剪切的关联

大量研究表明，导致内皮功能障碍的扰动剪切可能与邻近的涡结构相关。基于此动机，本研究提出一种刻画涡结构的方法。具体而言，我们利用涡结构变化的映射与刻画，将其与扰动剪切的血流动力学指标相关联。采用涡核线（VCLs）的拓扑特征来量化涡结构的变化。我们使用 Sujudi-Haimes 算法从流动模拟结果中提取 VCLs。将涡结构与扰动剪切相关联的思路在经动脉瘤囊内植入泡沫虚拟治疗的脑动脉中得以展示。为获得生理真实的流场，我们在植入泡沫前后于两例特定患者几何模型上模拟血流，入口施加真实速度波形，并使用 Carreau-Yashuda 模型模拟剪切稀化行为。在均匀多孔介质假设下，流经泡沫的流动采用 Forcheimmer-Brinkmann 扩展 Darcy 模型建模。结果表明，泡沫植入增加了母管腔中 VCLs 的数量。在两例几何模型中 VCL 的平均长度分别增加了 168.9% 和 55.6%。对于所考虑的两例几何模型，结果表明扰动剪切增加的区域与呈现斜向 VCLs 数量增加的动脉节段一致。基于上述发现，我们推测斜向 VCLs 的增加与动脉壁邻近区域扰动剪切的增加相关。