肝脏移植是一种重要的手术,对于处于肝脏病晚期的患者来说,它被普遍认为是唯一且最为有效的治疗手段。肝供体质量高低是影响肝移植手术成功率的关键环节之一,但近年来肝供体来源的不断紧缺,肝供体的检验标准也随之不断弱化,临床上越来越多的应用边缘供肝进行肝脏移植,对肝脏内部血管的流体动力学特性,尤其是灌注过程中的动力学行为的研究,有助于提高肝脏供体的灌注质量和对肝供体的保护。对肝脏血管建模并进行相应的力学分析,将有助于降低肝供体灌注过程中的主观因素和血管原有缺陷对清洗质量的影响,同时为规范操作提供理论依据。本文针对肝移植术前清洗器官的灌注环节所引发的血管内动力学行为进行研究。以肝脏血管灌注前期的研究为基础,使用动力学方法对仿真肝脏血管在带缺陷(堵塞)或带有异物时,灌注过程中的流体动力学行为和血管壁力学特性等进行深入研究,揭示肝供体在灌注过程中血管壁的力学特性和异物冲刷机理,为移植手术前清洗的相关操作提供理论指导。本文的研究方法是:实验测定医用灌注液的物理参数,首先依据医学影像数据构建了带有异物的一级直血管、弯曲血管实体模型并进行肝脏直血管和弯曲血管的模型构建。然后给出了血管内液体层流与湍流的控制方程,提出了估算灌注速度的数学方法,仿真模拟血管内灌注液的流动,在双向耦合条件下对血管壁进行力学特性分析,同时在多耦合场的条件下提出灌注参数的优化。本文的研究结果:基于血管内的灌注液的特性来构建湍流或层流状态的液体控制方程。提出了估算灌注冲洗速度的方法并给出了其原理解释,使用实体建模软件进行血管模型的构建,最后用有限元分析软件进行了贴合实际的仿真计算,其初步结果符合医疗现场实际操作值,结果较为清晰的显示了灌注过程中的尤其是管内异物周围的流体动力学行为,如回流滞留现象等。同时,结果也显示了血管内各处流速场大小和管壁面压强值分布。同时,在流-固-热多耦合场条件下得到了血管灌注参数的优化值。本文结论:随着入口初始灌注速度的增加,两种类型的血管模型内的压强值和流速场均增大,在异物处产生壁透压和回流滞留区,同时由于弯曲血管形状的影响,其内部流体动力学行为比直血管更加复杂。本文提出的估算灌注速度的方法是可行的,利用该速度进行灌注仿真结果得出各个因素对于灌注过程中血管壁的特性影响程度从大到小依次为:血管狭窄或者堵塞的程度,血管的形状和血管内异物分布的位置。