壁面弹性对分叉颈动脉个体化病例血流动力学影响的数值模拟

目的基于颈动脉的壁面弹性变形对血流动力学变化的重要影响,研究血流动力学与分叉颈动脉粥样硬化之间的关系。方法采用Mimics软件对CT医学影像三维重建,得到1例真实人体颈动脉分叉模型,利用计算流体力学对该模型分别以刚性壁面和弹性壁面进行三维流动数值模拟计算。通过壁面位移、壁面应力、时间平均壁面剪应力(TAWSS)、震荡剪切指数(OSI)等血流动力学参数对比分析刚性模型与弹性模型的差异。结果相对刚性模型而言,尽管颈动脉内的速度分布和壁面剪应力分布趋势差异不大,但颈动脉内速度有显著下降、壁面剪应力也有大幅降低。在该例数值计算中,最大流动速度约下降14%,而TAWSS则下降了11.8%。壁面变形导致的血流扰动使得颈动脉内的流动更加复杂。结论弹性壁面对分叉颈动脉的血流动力学具有重要影响,可以更合理地模拟心血管内的流动问题。     

颈动脉支架植入术治疗颈动脉狭窄效果的数值模拟

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。