人胸主动脉血液流动的三维数值分析

目的结合计算流体力学的基本原理和血流动力学的相关知识,对人胸主动脉血管内的血液流场进行三维有限元数值模拟和研究。方法计算出在抛物型初速度下,正常人的胸主动脉内血液流动在心动周期内不同时刻的壁面压力、速度和速度矢量分布。结果血流速度受到胸主动脉血管锥度角、弓状弯曲及分支血管的分流的影响而发生明显的差异,主动脉弓与分支血管交界面远心端的血流速度明显高于近心端的血流速度。主动脉弓段内外壁血流压力差异明显。结论血流速度和压力变化剧烈区域与临床主动脉夹层易发区域相吻合,血流速度和压力对该疾病的发生有一定影响。     

人胸主动脉血液脉动流的三维数值分析

目的:探讨在正常生理脉动流条件下人体胸主动脉内血液流动速度、血管壁面压力和壁面剪应力的分布,为阐明主动脉夹层的发病机制提供理论依据.方法:运用计算流体力学方法和血流动力学的基本原理,对正常人的胸主动脉内血液脉动流进行三维数值模拟.结果:计算获得了正常人的胸主动脉内血液流动在心动周期不同时刻的壁面压力、壁面剪应力、速度和流线分布.收缩期的血管壁面压力比舒张期的血管壁面压力具有更大的量值和变化幅度;在整个收缩期过程中,外侧壁的压力明显地高于内侧壁的压力;主动脉弓和降主动脉的交界处存在明显的压力降.主动脉弓外侧壁的壁面剪应力比主动脉弓内侧壁的壁面剪应力要小很多;主动脉弓内侧壁的壁面剪应力比主动脉弓外侧壁的壁面剪应力具有更大的量值和变化幅度,呈现出周期性的交变应力.结论:血管壁面压力可能与主动脉夹层的发生有关.     

关注主动脉血管异常形变，预防腹主动脉瘤的形成

背景　临床数据显示,腹主动脉瘤（AAA）的发病率呈逐年上升趋势,AAA的发病原因不但有血管自身生化性质的内因,也有血液血流动力学的外因。从生物力学“应力-生长理论”来看,异常的血流力学环境将会导致血管结构重建,致使血管疾病的产生。目的　探究主动脉血管发生异常形变时,其内部血流动力学特性对AAA的产生及发展的影响。方法　2016-06-15至2017-07-31采集内蒙古民族大学附属医院神经内科1例人体健康主动脉血管、2例典型AAA病变主动脉血管的临床CT图像数据。运用医学影像三维重建技术将3例CT图像数据重构出与真实血管一致的三维血管结构模型,并利用计算流体力学软件FLUENT 14.5进行数值模拟。基于相同血流入口速度在不同血管结构模型内血流动力学特性的计算结果,对比不同血管壁面切应力分布及发生AAA后的血管内血液流场及其二次流分布情况,探究血管发生异常弯曲、扭曲等形变后,其内部的血流动力学特性的变化,分析导致AAA产生的血流动力学原因。结果　相同入口速度前提下,与健康人体主动脉血管中血流状态相比,血流速度及方向在2例AAA病变模型中主动脉弓弯曲处血液流速降低,在弓部弯曲内侧区域发现明显环流。计算AAA患者动脉血管结构模型截面内血液二次流分布发现,血管主动脉弓处的血流出现涡旋流动,经过主动脉弓段后血流较为正常,且血流速度偏小,流经AAA弯曲处血流速度局部变大。与健康血管模型的切应力分布相比,除血管各出口位置的切应力较大外,人体主动脉弓段的切应力较小,但健康人体血管的壁面切应力稍大,且切应力在血管壁面分布较均匀。结论　与健康人体相比,AAA患者血管发生异常弯曲、扭曲等形变的同时伴有二次流的存在,且高速、涡旋的二次流现象会对血管壁造成不可缓解的冲击,从而导致AAA的产生,并使AAA的直径逐渐增大。     

主动脉弓计算流体力学模型的建立与应用

目的基于MRI断层资料建立主动脉弓计算流体力学模型,模拟真实血流条件下的血流运动。方法对志愿者主动脉弓行MRI扫描,通过Mimics 14.1交互式图像控制系统建立主动脉弓的三维模型,利用RapidForm XOR3软件对主动脉弓三维模型实体化,然后利用ANSYS Fluent对实体模型进行网格划分,最后模拟真实条件下的主动脉弓内部血液的流体力学特征。结果流体力学模型精确地反映了主动脉弓的形态,并获得了主动脉弓内部的流场数据。结论计算流体动力学模型可为科研的、合理的数字化主动脉弓疾病研究提供一个虚拟的执行平台,计算流体力学分析方法可以为主动脉弓疾病的诊断提供一种临床预警辅助诊断手段。     

多排螺旋CT血管三维成像在胸主动脉病变诊断中的应用

目的:探讨胸主动脉多排螺旋CT血管三维成像(MSCTA3D)的价值。方法:回顾性分析了39例胸主动脉多排螺旋CT血管三维成像,其中正常18例,胸主动脉瘤14例,胸主动脉夹层动脉瘤7例。扫描延迟时间采用造影剂跟踪扫描(BolusTracking)。采用三维工作站对数据进行MIP、MPR、CPR(曲面重建)、VRT(容积漫游技术)、VE(仿真内镜)重建。结果:39例胸主动脉多排螺旋CT血管三维成像,经MIP、MRP、CRP、VRT等方法成像,可清晰显示动脉瘤体及夹层动脉瘤的真假腔及破裂口。结论:胸主动脉多排螺旋CT血管三维成像(CTA3D)是一种安全、有效、无创性的检查,临床上值得推广应用。     

应用计算流体力学方法分析人体腹主动脉分叉内血液流动

目的应用计算流体力学方法对4例正常人体腹主动脉内血流情况进行数值模拟,通过分析计算获得血流动力学参数,讨论腹主动脉内复杂的血流情况与动脉粥样硬化疾病的关系,为临床的预防与诊断提供帮助。方法选择的临床增强C T图像数据为D icom格式,层间距为0.5 m m,每片图像的平面分辨率为512×512,像素大小为0.5 m m。应用医学图像后处理软件对临床获得的C T医学图像数据进行处理重构,并转化为可用于数值计算的真实的人体腹主动脉三维解剖模型。应用计算流体力学(C FD)方法基于三维解剖模型进行数值计算。结果获得了正常人体腹主动脉分叉内在心动周期内不同时刻的血流动力学参数。结论计算流体力学数值模拟方法为在个体腹主动脉内进行仿真模拟血流动力学分析提供了可靠方法。腹主动脉分叉内复杂的血流情况与动脉粥样硬化疾病的产生与发展存在一定联系,为心血管疾病的临床诊断与治疗提供一定的帮助。     

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.     

计算流体力学在主动脉夹层中的应用及研究进展

主动脉夹层是心血管疾病中死亡率最高的疾病,危害巨大.现有诊断及预后评估手段主要依赖CT血管成像检查,但该方法对血流成像以及流体力学变化缺乏有效参考,而计算流体力学可以直观、可视化地模拟人体血管内的血流动力学状态并进行数值量化,因此,计算流体力学在血流动力学评估、术后效果评价及预测等领域有非常重要的作用.本文就计算流体力...     

冠状动脉局部血流动力学参数分析及斑块预警研究

目的探讨应用计算流体动力学（computational fluid dynamics,CFD）技术构建个体化正常人冠状动脉血流动力学模型的方法,探索冠脉局部血流动力学参数分布情况及各参数与冠状动脉粥样硬化病变的关系。方法以CT图像为基础进行冠状动脉三维几何建模,构建个体化冠状动脉血流动力学模型,对正常人体左冠状动脉前降支局部进行数值模拟,应用有限体积法进行血流数值模拟。结果获得个体化正常左冠状动脉前降支血管树模型及血流动力学参数,数值模拟结果包括冠状动脉的血液流场、壁面压力（wall pressure,WP）、壁面切应力（wall shear stress,WSS）分布,可见各参数呈不规则分布,在血管弯曲分叉部位靠近管壁处血流明显减速、血管发出分支区域出现高WP、WSS分布,而这些区域的对侧血管壁对应不均匀的低WP、WSS分布。结论以CT图像为基础的数值模拟技术可以重建个体化冠状动脉血流动力学模型,为分析血流动力学参数与冠状动脉粥样硬化形成的关系提供研究手段。     

Numerical simulation of therapeutic effect of carotid artery stenting on carotid artery stenosis

目的 采用计算流体力学数值模拟方法对颈动脉支架植入术(CAS)治疗颈动脉狭窄的效果进行评估.方法 采用Mimics软件对1例颈动脉狭窄患者手术前后的CT影像进行三维重建,构建个体化颈动脉分叉模型,利用计算流体力学方法对模型进行三维流动数值模拟计算,以壁面剪切应力、壁面压力、血流轨迹和流量等血流动力学指标对CAS的疗效进行评估.结果 数值模拟计算结果显示:与术前比较,CAS术后颈动脉内的流动速度、颈内与颈外动脉的流量分配比例、壁面剪切力和壁面压力等血流动力学指标发生明显变化,血液流动状态明显改善.结论 计算流体力学数值模拟评估CAS的效果更为直观且合理,并能够在术前为个体病例提供最优的指导性方案.     

螺旋CT对主动脉夹层动脉瘤的诊断价值

目的: 探讨螺旋CT对主动脉夹层动脉瘤的诊断价值及对临床的指导意义。方法: 回顾性分析15例主动脉夹层动脉瘤螺旋CT检查的影像资料。结果: 平扫示主动脉管径增粗,腔内见低密度分隔影或呈线样钙化,壁呈蛋壳样钙化。增强扫描示主动脉双腔影及内膜片、破口的形态、位置,受累主动脉及其分支的范围。结论: 螺旋CT特别是多层螺旋CT是诊断主动脉夹层动脉瘤有效的方法,对临床及时诊断和指导手术治疗具有重要价值。     

外科治疗29例胸部动脉瘤的临床分析

目的总结胸部动脉瘤的外科治疗经验,探讨改进疗效的方法。方法回顾性分析我院2001年8月～2006年5月间手术治疗29例胸部动脉瘤的临床资料,男性21例,女性8例;平均年龄41.23±9.13岁;Bentall手术10例,其中,同期Bentall联合全弓替换1例,半弓替换2例,5例行升主动脉和主动脉瓣置换术,单纯升主动脉人工血管替换1例,胸主动脉瘤体切除人工血管置换9例,其中1例同时行双肾动脉搭桥术,2例累及弓部的锁骨下假性动脉瘤在体外循环下瘤体切除,人工血管置换或破口修补术。将所有病例分为夹层病变和无夹层病变两组,进行对比分析。结果夹层病变组死亡2例,总病死率为6.9%,脊髓缺血性损伤1例;夹层病变组与无夹层病变组在手术时间、体外循环时间、术后辅助呼吸时间、ICU持续监护时间、24胸引量、输血量、平均住院时间和并发症总发生率方面有显著差别(P<0.05)。结论人工血管置换是外科治疗胸部动脉瘤的主要有效手段,夹层动脉瘤的手术风险和并发症均高于其他类型;改进人造血管缝合技术,加强术中出血控制,加固覆盖动脉瘤壁及应用生物胶等材料,血液回输,注意同时处理并发瓣膜病变等,是提高手术成功率的关键。     

带膜血管内支架在治疗胸主动脉夹层中的应用

目的:总结带膜血管内支架置入治疗DebakeyⅢ型主动脉夹层临床经验。方法:胸主动脉夹层8例,男6例,女2例,平均年龄(54.2±10.6)岁。经CT增强扫描或磁共振成像确诊。切开右或左侧股动脉置入带膜血管内支架,封堵原发破口。置入后重复造影检查。随访行胸部X线平片与电子束CT检查。结果:支架置入全部成功,术后即刻造影7例无内漏,1例见少量内漏。降主动脉及腹主动脉真腔均明显扩大,远端降主动脉及分支供血均有不同程度的改善。术后随访:降主动脉及腹主动脉真腔扩大,术后造影1例有内漏者,无加重,其余患者近端夹层动脉瘤消失,夹层近端假腔内均有血栓形成。结论:带膜血管内支架置入治疗胸主动脉夹层近期疗效满意,远期疗效有待于进一步观察。     

三分支主动脉弓覆膜支架植入治疗Stanford A型主动脉夹层的研究

目的：总结三分支主动脉弓覆膜支架治疗Stanford A型主动脉夹层的临床经验。方法：2009年3月至2011年4月,13例Stanford A型主动脉夹层患者在体外循环下先进近心端操作,降温至20℃,停循环,选择性脑灌注,经无名动脉近端升主动脉横断切口,采用三分支主动脉弓覆膜支架重建主动脉弓,主干支架血管近端与替换近端升主动脉的人造血管端端吻合,主动脉根部用自体心包片与右房建立分流,出院复查心脏彩超和主动脉电子束CT。结果：所有患者术中均顺利植入三分支主动脉弓覆膜支架,体外循环时间（221.33±37.98）min,心肌阻断时间（124.77±50.00）min,停循环时间（28.38±8.12）min,选择性脑灌注时间（19.30±9.57）min。术后早期死亡1例,死因分别为不完全肠梗阻以及急性缺血性脑病,最终引起多器官功能衰竭。出院时复查主动脉电子束CT提示：主干支架血管及分支血管通畅,无扭曲,主动脉弓和胸降主动脉假腔部分血栓形成。结论：采用三分支主动脉弓覆膜支架治疗Stanford A型主动脉夹层可简化主动脉弓部手术,降低手术风险,适合于人多数Stanford A型主动脉夹层患者的治疗,长期效果尚需进一步观察。     

急性Stanford B型主动脉夹层腔内修复术后远端主动脉负性重塑危险因素分析

  目的  应用计算机断层扫描及影像分析软件评估Stanford B型主动脉夹层胸主动脉腔内修复术(thoracic endovascular aortic repair, TEVAR)后支架远端主动脉形态学变化,探讨术后发生支架远端主动脉负性重塑的危险因素。  方法  回顾性分析2005年10月至2015年12月于我院接受TEVAR手术的急性Stanford B型主动脉夹层患者的临床资料和影像学数据,结合既往Criadol分区原则将主动脉归纳分为胸降主动脉区、肾上腹主动脉区、肾下腹主动脉区及髂动脉区,评估不同区域主动脉真假腔形态及破口分布情况。利用单因素和多元logistic回归分析发生支架远端主动脉负性重塑的危险因素。  结果  共完整收集216例于我院进行定期随访的患者资料,平均随访（3.9±2.1）年,随访期内47例(21.8%)患者支架远端主动脉出现负性重塑。单因素logistic线性回归分析发现主动脉壁结构异常(马凡综合征病史)和假腔持续通畅(远端破口存在、假腔血栓化不全)是本组患者TEVAR术后支架远端主动脉负性重塑的危险因素;多元logistic回归分析显示,胸降主动脉区破口多[比值比(OR)=1.36, 95%可信区间(CI)=1.12-1.58, P=0.005]以及肾下腹主动脉区破口少(OR=0.49, 95%CI=0.22-0.71, P<0.001)是患者术后支架远端主动脉负性重塑的独立危险因素。  结论  主动脉壁结构异常、假腔持续通畅、胸降主动脉区破口多及肾下腹主动脉区破口少是急性Stanford B型主动脉夹层患者TEVAR术后支架远端主动脉负性重塑的独立危险因素。