顶端动脉瘤的血流动力学数值模拟速度分析

目的：探讨顶端动脉瘤的血流动力学特点,分析动脉瘤生长、破裂的可能机制。 方法：采用计算流体力学（CFD）软件结合顶端动脉瘤的医学影像,对动脉瘤内血液流动行 数值模拟。 结果：脉动状态下每个心动周期里,在0~0.4 s内速度变化最剧烈,在动脉分叉处形成涡运动。通过瘤颈进入动脉瘤内时,血流速度骤减,在动脉瘤中央形成涡,速度逐渐减小并可能静止。瘤顶血流速度很小甚至静止。 结论：顶端动脉瘤血流动力过程复杂,血管分叉处涡运动剧烈;瘤颈速度在0~0.5 s内剧烈变化,受到血流的冲击瘤颈扩大使瘤生长;破裂主要在瘤顶,但是瘤顶速度很小甚至静止,瘤壁在血流冲击下的振荡是破裂的因素之一。速度是危险因子之一,0~0.5 s是危险时间窗。     

基于计算流体力学技术的胸主动脉瘤血流动力学研究

目的 探讨基于计算流体力学技术的个体化胸主动脉瘤的血流动力学模型在胸主动脉瘤生长、破裂机制研究中的作用.方法 用Mimics软件读取患者CT血管造影医学数字成像和通讯标准(DICOM)数据,重建三维个体化胸主动脉瘤模型,假设动脉血流为层流、不可压缩、牛顿流体,入口血液流速随时间周期性变化,应用有限体积法FLUENT软件进行非定常血流数值模拟,分析与动脉瘤生长、破裂相关的血流动力学参数.结果 数值结果得到胸主动脉瘤在心动周期不同时刻的血流速度及壁切应力分布.收缩期近端瘤颈的血流速度显著高于扩张的动脉瘤体的血流速度,射血进入动脉瘤,冲击动脉瘤体近端的外侧壁.动脉瘤内的射血峰值瞬时流线显示血流冲击动脉瘤壁,瘤体内观察到呈右手螺旋的涡流.高切应力分布于近、远端瘤颈以及血流直接冲击动脉瘤壁的位置,瘤体呈大范围的的低切应力分布.结论 重建的个体化胸主动脉瘤模型,用于血流动力学数值模拟研究,可分析胸主动脉瘤生长、破裂机制.     

支架置入前后颅内动脉瘤血流动力学的数值模拟

目的：探讨支架植入对大脑中动脉(MCA)分叉处动脉瘤的血流动力学影响,以及支架对血流动力学因素特别是壁面切应力(WSS)的影响。方法：结合临床影像,基于计算流体力学(CFD)数值模拟方法,采用ANSYS流体力学软件,对单支架治疗1例MCA分叉处动脉瘤行术前、随访时血流动力学数值模拟分析,比较血液流线和WSS在2种情况下...     

弹性颅内动脉瘤的数值模拟分析

目的探讨弹性颅内动脉瘤血流动力学变化,分析动脉瘤壁的力学特点对其的影响。方法结合数字减影血管造影(DSA)影像,借助计算流体力学(CFD)有限元方法的软件,采用计算流体-固体耦合分析,研究颅内动脉瘤弹性壁模型中的血液流动和管壁运动的相互耦合过程,及其对血流动力学数值模拟结果的影响。结果弹性壁时动脉瘤形态发生改变,动脉瘤和载瘤动脉的夹角也发生改变,使射入流在动脉瘤内的流场分布和壁面剪应力在动脉瘤壁表面分布受到影响。结论CFD数值模拟能直观反映动脉瘤的血流动力学特点;为了更好地进行颅内动脉瘤血流动力学参数的定量分析,应该采用更为准确的弹性壁模型。     

不同栓塞程度对颅内动脉瘤介入治疗后囊内血流动力学影响的数值模拟研究

目的　研究不同栓塞状态下动脉瘤内血流动力学变化,为血管内治疗策略的制定提供理论依据。方法　基于脑动脉瘤血管造影的三维血管成像,在不同栓塞状态下,重建动脉瘤的三维模型,采用ANSYS CFX软件包进行分析血流速度、壁面切应力、压力分布和流场情况。结果　与治疗前比较,动脉瘤顶端部分栓塞后使瘤体明显缩小,瘤顶低WSS区域减小,瘤体内涡流减少但流速无变化,同时造成瘤顶部平均WSS增大为2.13Pa;而继续栓塞后,使动脉瘤整体壁面切应力显著下降,残留瘤颈远端流速明显降低;无论栓塞与否,动脉瘤流入道血管壁的壁面压力均无明显变化。 结论　颅内动脉瘤囊内血流动力学变化受弹簧圈栓塞程度和及其在瘤体内分布的影响。     

颅内长形动脉瘤的三维数值模拟及血流动力学分析

目的 应用计算流体力学软件对颅内长形动脉瘤进行三维数值模拟,以分析其血液动力学特性.方法 对象为10例长形动脉瘤,其中8例曾经有蛛网膜下腔出血史.联合应用Matlab软件、Ansys软件、Fluent软件及自写程序对其进行计算机数值模拟.结果 长形动脉瘤模型流入道的血流速度[(1.07±0.23)m/s]、动压[(574±186)Pa]及壁面切应力[(7.7±2.0)Pa]最高,流出道次之,顶部血流速度[(0.15±0.07)m/s]、动压[(37±13)Pa]及肇而切应力[(0.40±0.13)Pa]最低;瘤内不形成或仪形成简单涡流.结论 长形动脉瘤顶部是动脉瘤破裂的主要部位,可能与动脉瘤顶部血流速度、动压及壁面切应力均最低有关.搏动性血流对动脉瘤的发生、生长和破裂起有重要作用.     

真性动脉瘤破裂出血后假性动脉瘤的形成及血流动力学研究

目的研究颈总动脉（CCA）瘤破裂后假性动脉瘤的形成过程与机理。方法运用创伤法及显微外科技术,制作20只犬真性动脉瘤（AN）破裂出血后形成假性动脉瘤（真性合并假性动脉瘤,T＋F）模型,术后1、2、3、4、8周行彩色多普勒超声、磁共振成像（MRI）、磁共振血管成像（MRA）、数字减影血管成像（DSA）检查,光镜及电镜观察真性和假性动脉瘤的病理改变,计算流体动力学（CFD）模拟分析真性和假性动脉瘤内的血流速度、压力和切应力的分布情况。结果成功建立11只鼠T＋F模型,3只颈总动脉闭塞,2只真性AN闭塞,4只形成了真性AN而未形成假性AN。假性动脉瘤内的血流速度很慢,真性动脉瘤瘤口远端底边的切应力最高,而真性与假性动脉瘤交界的部位切应力不高。结论验证了T＋F形成的病理生理过程,提示假性动脉瘤的形成和生长可能与其内的压力有关。由于假性动脉瘤的形成,T＋F在血流动力学的影响下更容易破裂出血,应当积极地行确定性的外科治疗。     

血流转向装置对动脉瘤血流动力学影响的数值模拟研究

目的 探讨低孔率血流转向装置对脑动脉瘤内血流动力学的影响及其临床应用的可行性.方法 应用绘图软件虚拟建立宽颈和窄颈的弯曲管侧壁型动脉瘤三维模型.采用脉动流对不同动脉瘤模型进行数值模拟研究,并虚拟植入血流转向装置于载瘤动脉内并覆盖瘤颈.应用Fluent软件计算,比较低孔率血流转向装置植入前后载瘤动脉及动脉瘤内瘤动力学变化.结果 血流转向装置植入后窄颈与宽颈动脉瘤内的血流动力学均发生显著变化.窄颈动脉瘤瘤颈远侧壁的速度峰值与壁面剪应力在血流转向装置植入后均有显著;宽颈动脉瘤中表现出同样的趋势,但下降幅度低于窄颈动脉瘤.结论 数值模拟研究证实低孔率血流转向装置显著改变动脉瘤内的血流动力学,对防止动脉瘤出血或再出血非常重要.     

椎基底动脉延长扩张症的计算流体力学分析

目的：基于计算流体力学（computational fluid dynamics,CFD）技术对椎基底动脉延长扩张症（vertebrobasilar dolichoectasia,VBD）进行血流动力学分析。方法:使用Mimics软件读取1例VBD患者颅内动脉影像的DICOM（digital imaging and communications in medicine）数据,进行三维实体重建,应用Ansys软件对实体模型进行流体力学分析,模拟VBD患者椎基底动脉的血流动力学变化过程,并描述流线、管壁切应力和管壁压力情况。结果: 双侧椎动脉汇合为基底动脉后血流仍表现为分层流动,在基底动脉迂曲部出现绕壁血流。椎基底动脉汇合部及基底动脉下段的局部低壁面切应力和高壁面压力区域相吻合。推测VBD的生长初始部位可能位于椎基底动脉汇合部及基底动脉下段,低壁面切应力导致的血管壁退化及相应区域存在的高壁面压力可能与VBD的发生、发展有关。结论:CFD数值仿真可能为进一步研究血流动力学在VBD发生、发展中的作用提供理论基础。     

胡桃夹综合征血流动力学的血管建模研究

背景 目前胡桃夹综合征的研究主要集中在探讨各种影像学方法对该病的诊断价值及其诊断标准方面。通过无创方式提供更多与病变相关的量化参数,是胡桃夹综合征临床诊断、治疗依据研究的重点。然而,对左肾静脉不同狭窄程度引起左肾静脉与下腔静脉压力差值、左肾静脉血流动力学参数的变化未见相关的数据资料。 目的 通过计算流体力学（CFD）的方法对胡桃夹综合征患者进行血流动力学数值的模拟,探讨血液流速、静压力、壁面切应力与血管狭窄程度的关系。 方法 选择2019年9月至2021年3月在徐州医科大学附属医院就诊的70例胡桃夹综合征患者为研究对象。以真实患者的左肾静脉CT增强图像为基础,应用CFD方法对胡桃夹综合征患者左肾静脉进行血管内血流模拟计算,获得患者的血流动力学特征,并与超声测得的血管内径及流速比较。 结果 左肾静脉血流入口处的压力显示为高压,狭窄处与出口处显示为低压,从入口到出口呈现压力递减的特点。壁面切应力除狭窄处外均呈现较低的壁面切应力,越靠近狭窄中心位置,切应力越高,狭窄处的血流速度明显高于左肾静脉其他区域,与超声检查结果一致。 结论 本研究成功建立了胡桃夹综合征患者的血管模型,胡桃夹综合征患者血流动力学变化规律为狭窄处左肾静脉内径变小,流速增快。     

尺寸比及子囊形成对颅内镜像动脉瘤破裂的影响

目的 探讨颅内镜像动脉瘤的形态学及血流动力学特征及其对动脉瘤破裂的影响。方法 回顾性分析颅内镜像动脉瘤46例92枚动脉瘤的数字减影血管造影资料,采用计算流体动力学模拟。收集动脉瘤15个形态学参数和5个血流动力学参数。比较破裂动脉瘤与未破裂动脉瘤各参数的差异,采用多因素Logistic回归分析法确定动脉瘤破裂的危险因素。采用受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线分析各参数预测动脉瘤破裂的曲线下面积(area under curve, AUC)和阈值。结果 破裂组动脉瘤形状不规则、子囊形成发生率多于未破裂组,最大径、高度、宽度、最大深度、瓶颈因子(bottle neck factor, BNF)、纵横比(aspect ratio, AR)、尺寸比(size ratio, SR)、高宽比(height/width, H/W)、深宽比(Hmax/width, Hmax/W)大于未破裂组,平均壁面剪切力、标准化壁面剪切力小于未破裂组,差异有统计学意义(P<0.05);2组位于分叉部、瘤颈宽度、载瘤动脉直径(diameter of ...     

支架置入对颅内宽颈动脉瘤血流动力学的影响

Background Stent placement has been widely used to assist coiling in cerebral aneurysm treatments. The present study aimed to investigate the hemodynamic effects of stenting on wide-necked intracranial aneurysms.Methods Three idealized plexiglass aneudsmal models with different geometries before and after stenting were created, and their three-dimensional computational models were constructed. Flow dynamics in stented and unstented aneurismal models were studied using in vitro flow visualization and computational fluid dynamics （CFD） simulations. In addition, effects of stenting on flow dynamics in a patient-specific aneurysm model were also analyzed by CFD.Results The results of flow visualization were consistent with those obtained with CFD simulations. Stent deployment reduced vortex inside the aneurysm and its impact on the aneurysm sac, and decreased wall shear stress on the sac.Different aneurysm geometries dictated fundamentally different hemodynamic patterns and outcomes of stenting.Conclusions Stenting across the neck of aneurysms improves local blood flow profiles. This may facilitate thrombus formation in aneurysms and decrease the chance of recanalization.     

颅内动脉瘤伴开窗畸形血流动力学数值模拟分析的初步研究

目的探讨构建颅内动脉瘤（IA）伴开窗畸形三维数字化模型的可行性,并建立三维有限元模型。方法选取1例前交通动脉瘤伴开窗畸形的急诊患者为研究对象,利用GELightspeed64排螺旋CT获得患者颅脑CT原始数据。应用Mimics软件连续读入DICOM格式的颅脑CT原始数据,采用阈值分割与手动分割相结合的图像处理方法得到最感兴趣部位,并选择3D重建按钮进行三维重建。再应用Geomagicstudio软件以“抽壳法”对三维重建模型的表面三角面片形态网格和血管壁截面作进一步优化处理,再现血管壁的真实形态。优化后的三维数字化模型以标准模板库（STL）格式保存并输出。应用CFX软件进行三维刚性模型的数值仿真,并分析与动脉瘤生长及破裂相关的血流动力学参数。结果联合应用Mimics软件和Geomagicstudio软件首次成功建立了IA伴开窗畸形的三维数字化模型。模型进一步生成三维有限元模型,并作了相关血流动力学分析,形象地显示了瘤中各区域动脉瘤壁的壁剪切力分布情况。在血流冲击瘤颈处,壁剪切力最大,瘤体次之;在瘤顶处剪切力最小;在开窗处,壁剪切力明显增大。结论借助可靠的CT成像技术和优化的建模方法,联合应用Mimics软件和Geomagicstudio软件可以成功建立IA伴开窗畸形的三维数字化模型,并分析动脉瘤各个区域和开窗处的血流动力学参数。     

基于CTA影像数据的个体化颅内动脉瘤的流固耦合力学模型

目的建立基于CTA影像数据的个体化颅内动脉瘤的流固耦合力学模型。方法用MIMICS软件读取1例患者颅内动脉瘤
影像CTA影像DICOM数据,进行三维实体重建。应用ANSYS+CFX软件进行流固耦合模型的数值仿真。分析了模型的敏感
性,并与刚性模型进行了比较。结果建立了个体化颅内动脉瘤血流动力学流固耦合模型,直观地模拟动脉瘤壁剪切力以及瘤壁
变形的变化过程,可以输出压力、剪切力、范-米斯氏应力和壁变形程度等结果。小杨氏模量可以导致壁较大的变形,壁厚则变形
程度小。与刚性模型比较,相对于壁剪切力和血流速度,压力变化不大。结论流固耦合模型比刚性模型更接近真实情况,模拟
的结果有利于进行动脉瘤发生、生长及破裂的研究。
     

手术所见特殊形态的颅内动脉瘤

目的：探讨手术所发现的特殊形态、破口变异及瘤壁异常颅内动脉瘤的某些特征。方法：回顾总结直接开颅夹闭的174例颅内动脉瘤。发现其中15例（8．6％）形态特殊,术中将瘤周围血肿及组织清除干净后仔细观察动脉瘸形状,是否分叶,测量破口大小、位置,瘤壁的厚薄等,并进行局部高倍镜下三维照相,与术前的影像学资料进行对比研究,寻找这些动脉瘤的特征。结果：发现破口较大或“潜在性”破口6例,其中2例先行栓塞导致弹簧圈漏出破口,后经过手术取出治愈。呈分叶状6例;1例栓塞成功后6天再次破裂出血,手术发现瘤壁菲薄致弹簧圈漏出。双侧前交通动脉复合体膨大形成动脉瘤1例。1例后交通动脉瘤开颅后所见载瘤动脉及瘤壁、瘤颈菲薄无法夹闭而孤立载瘤动脉。结论：某些特殊形态动脉瘤手术需谨慎,术前准备应充分,术前造影具有一定特征。