前交通动脉动脉瘤支架治疗后血管形态及流体力学数值的模拟研究

目的探讨支架置入治疗前交通动脉宽颈动脉瘤对动脉瘤转归的影响。方法对1例应用支架辅助栓塞前交通动脉宽颈动脉瘤的患者,通过计算流体力学（CFD）有限元方法软件,重建三维血管模型。于支架置入前,截取动脉瘤并修补瘤颈部对应的血管壁,模拟单纯弹簧圈致密栓塞的结果。对比支架置入前后的血管形态改变,分析不同血管形态下的血流动力学参数,包括血液流线、压力及壁面切应力（WSS）等。结果①与单纯弹簧圈致密栓塞对比,支架置入后,血管形态发生明显改变,同侧大脑前动脉A1段和A2段血管夹角增加14．4。;②支架置入后,瘤颈部所对应的血管段内,血液涡流明显减少,流线趋于平直;③单纯弹簧圈致密填塞后瘤颈部平均WSS为11．55Pa,支架置入后,该血管壁平均WSS为7．93Pa,下降31．3％。结论支架置入治疗前交通动脉宽颈动脉瘤可明显改变载瘤动脉的形态,并改变局部载瘤动脉的血流动力学,降低动脉瘤的WSS。     

不同孔率支架对颅内动脉瘤血流流场影响的计算机模拟研究

目的探讨不同孔率的支架对颅内动脉瘤内血流流场的影响。方法应用三维数值模拟方法,建立窄颈及宽颈两种动脉瘤的三维模型。模拟四种不同孔率（82％、78％、74％及70％）的支架置入载瘤动脉并完全覆盖瘤颈。采用基于计算流体力学（CFD）的软件,计算各种孔率支架置入后,动脉瘤内血流速度、壁面切应力、压力等参数的变化。结果置入82％、78％、74％、70％孔率的支架后,在一个心动周期内,动脉瘤瘤颈远侧壁峰值流速及壁面切应力均随支架孔率的降低而降低;窄颈动脉瘤在一个心动周期内平均流速值分别为0．054、0．036、0．024及0．016m／s,壁面切应力分别为0．529、0．314、0．177及0．122Pa。流速-孔率曲线显示,孔率降至70％左右时,流速随孔率变化趋于平缓;壁面切应力-孔率曲线显示,孔率降至74％左右时,壁面切应力随孔率变化趋于平缓。置入上述4种孔率支架后,宽颈动脉瘤平均流速值依次为0．194、0．178、0．170及0．147m／s;壁面切应力分别为8．466、7．327、7．003及5．744Pa。流速-孔率曲线和壁面切应力-孔率曲线均未显示出速度和壁面切应力随孔率减小趋于平缓的趋势。支架的孔率对窄颈及宽颈动脉瘤瘤颈远侧壁及瘤顶部的压力均无明显影响。结论支架的孔率是影响动脉瘤内血流流场的一个重要参数,随着孔率的降低,动脉瘤内血流速度及壁面切应力相应降低;孔率对动脉瘤内压力没有影响。     

大脑中动脉分叉处动脉瘤血流动力学分析

目的 以三维计算机数值模拟观察大脑中动脉分叉处动脉瘤血流动力学特性.方法 选择2009年10月吉林大学第一医院神经外科住院患者1例,女,69岁,头部CTA检查示右侧大脑中动脉分叉处动脉瘤.利用临床头部3D-CTA血管造影图像建立动脉瘤数值模型,使用CATIA软件对患者的动脉瘤进行三维模型的建立.将三维模型转换成IGS格式,导入到Gambit中进行进一步修改,处理后生成动脉瘤的三维网格定义边界条件及提取血流速度波后,应用Fluent软件进行动脉瘤数值模拟.结果 大脑中动脉分叉处动脉瘤的血流动力学表现同其他部位动脉瘤相似.其流场表现为动脉瘤的流入动脉的小部分血流流入瘤内,而大部分血流因受到瘤颈部扰流的干扰,直接流入流出动脉.血流流入动脉瘤内后,经过复杂的血流运动后由瘤颈处流出,最后进入流出动脉.动脉瘤瘤顶部的血流速度较缓慢,压力较小,切应力儿乎为0.瘤颈部的血流速度较快,压力及切应力相对较大.结论 大脑中动脉分叉处动脉瘤瘤顶部的血流速度较缓慢,压力较小,切应力儿乎为0,为动脉瘤破裂的好发部位；瘤颈部的血流速度较快,压力及切应力相对较大,为动脉瘤的生长及扩大部位.     

载瘤动脉狭窄对颈内-后交通动脉动脉瘤血流动力学影响的初步分析

目的 评价瘤颈近端载瘤动脉狭窄对颈内-后交通动脉动脉瘤血流动力学的影响.方法 回顾性连续纳入2018年1—6月海军军医大学附属第一医院神经外科收治的颅内动脉瘤患者438例,其中颈内-后交通动脉动脉瘤患者74例,排除了未合并载瘤动脉狭窄患者55例,发生载瘤动脉痉挛1例,三维影像资料不全8例,数据无法满足血流动力学分析要求2例,最终纳入合并瘤颈近端(狭窄距动脉瘤颈1 cm以内)载瘤动脉狭窄的颈内-后交通动脉动脉瘤住院患者8例,其中男3例,女5例;年龄49~77岁,平均(63±11)岁.根据患者DSA三维重组后载瘤动脉狭窄形态,将8例患者分为偏心性狭窄组和同心圆性狭窄组,每组4例.构建基于病例特异性的三维动脉瘤模型,采用计算机软件模拟载瘤动脉不同狭窄程度(近端载瘤动脉分别模拟30%、50%、70%、90%四种狭窄程度)和不同狭窄距离(在距离动脉瘤1 cm内的近端载瘤动脉上分别选取2.5、5.0、7.5、10.0 mm四个距离),计算动脉瘤壁面切应力(WSS)和血流速度.采用线性混合效应模型对多水平数据进行分析.结果 (1)对偏心性狭窄组进行分析显示,狭窄距离每增加2.5mm,估计动脉瘤WSS平均降低1.040 Pa,估计狭窄处血流速度平均降低33.333 m/s(均P=0.01);狭窄程度每增加20%,估计动脉瘤WSS平均增加23.988 Pa,估计狭窄处血流速度平均增加0.485 m/s,差异均有统计学意义(均P<0.01).(2)对同心圆性狭窄组进行分析显示,狭窄距离每增加2.5 mm,估计动脉瘤WSS平均降低1.109 Pa,估计狭窄处血流速度平均降低29.412 m/s,差异均有统计学意义(均P<0.01);狭窄程度每增加20%,估计动脉瘤WSS平均增加19.099 Pa,估计狭窄处血流速度平均增加0.524m/s,差异均有统计学意义(均P<0.01).结论 载瘤动脉狭窄程度的增加可导致动脉瘤WSS增大,可能与颈内-后交通动脉动脉瘤进展有关.改善狭窄程度可有效降低动脉瘤WSS,但能否延缓甚至逆转动脉瘤的进展过程尚需进一步随访、验证.     

大型未破裂颅内动脉瘤的血流动力学特点分析

目的探讨大型未破裂颅内动脉瘤的血流动力学特点。方法结合数字减影血管造影（DSA）三维图像,采用计算流体力学（CFD）有限元方法的软件,对12例直径≥15mm的未破裂颅内动脉瘤进行数值模拟,对其血流动力学参数进行分析,并与其载瘤动脉上的参数相对比。结果大型动脉瘤内部涡流形态复杂,在主要涡流内部有大面积紊乱的低速流动。动脉瘤瘤颈处速度最大,瘤顶附近存在一个面积较大的低流速区,流速接近0;与其载瘤动脉相比,收缩期末平均壁面切应力（WSS）显著降低,平均切应力震荡因子（OSI）显著增高,瘤壁平均低WSS面积百分比为24．74％。结论未破裂大型动脉瘤的血流动力学特点为紊乱的涡流、瘤顶附近较大面积的低流速区、瘤壁高OSI和大面积的低wSS区。     

带子瘤颅内动脉瘤的二维血流动力学数值模拟分析

目的探讨带子瘤的颅内动脉瘤的血流动力学特点。方法结合DSA二维图像,采用计算流体力学(CFD)有限元方法的软件,对2例(动脉瘤A、B)带子瘤颅内动脉瘤的血流动力学行数值模拟,对其数据进行统计学分析。结果①血流流速:动脉瘤载瘤动脉内平均流速为(0.135±0.060)m/s,动脉瘤内流速为(0.018±0.012)m/s(t=8.458,P=0.000);颅内动脉瘤母瘤及子瘤内均形成低速涡流,心动周期T=0.2s时动脉瘤A、B均流速最高。②动压及壁面切应力变化:动脉瘤载瘤动脉平均动压为(12.9±14.1)Pa,壁面切应力平均为(0.87±0.77)Pa;动脉瘤内动压为(1.6±1.8)Pa,壁面切应力(0.24±0.23)Pa,载瘤动脉及动脉瘤动压及壁面切应力相比,差异有统计学意义(t=3.153,P=0.009;t=4.001,P=0.004)。血流流入动脉瘤瘤体后,动压及壁面切应力迅速下降,至动脉瘤顶部时切应力降至最低。相对于动脉瘤的其他区域,瘤颈处的动压及壁面切应力最高(P<0.05)。相对于其他心动周期,T=0.2s时,动脉瘤内动压、壁面切应力最高(P<0.05)。动脉瘤内动压及壁面切应力变化与血流流速变化相一致,呈正相关(r=0.895,P=0.000;r=0.663,P=0.000)。子瘤与母瘤的移行处未见壁面切应力的升高。结论带子瘤的颅内动脉瘤血流动力学特性符合一般颅内动脉瘤的血流动力学特性,未发现有明显致其形成、生长、破裂的特殊血流动力学因素。     

低孔率球囊扩张支架对犬颈总动脉瘤腔压力的影响

目的观察低孔率球囊扩张支架对犬颈总动脉瘤腔压力的影响。方法自行设计中央部分网孔加密而两端与普通类型支架相同（正常孔率区）的低孔率支架,据中央网孔密度高低分为A、B、C三型。取10只犬,于每只犬的双侧颈总动脉建立3个侧壁宽颈动脉瘤模型。将24个成功的动脉瘤按平衡不完全随机设计分为4组：置入A型支架组、B型支架组、C型支架组和空白对照组（仅测压,不置人支架）。采用微导管尾端连接的生物信号分析仪记录瘤腔内和载瘤动脉内的压力变化。结果①18个动脉瘤成功置入支架。置入后即刻造影显示,支架中央低孔率区完全覆盖动脉瘤瘤颈,支架贴壁良好,载瘤动脉血流通畅。所有动脉瘤内血流减慢,其中12个（66．7％）瘤体减小。置入支架组均无血栓形成及支架移位。②3个支架组支架置入前、置入后动脉瘤内的压力差异均无统计学意义,与空白对照组比较差异亦无统计学意义。在支架置人过程中,3个支架组动脉瘤内压力均比对照组及自身置入前、置入后升高（P〈0．05,P〈0．01）;而3个支架组间差异无统计学意义（P〉0．05）。③支架置入后载瘤动脉内压力,3个支架组间比较差异无统计学意义,与空白对照组比较,差异亦无统计学意义。支架置入后,各组自身比较,动脉瘤内压力与载瘤动脉内压力差异亦无统计学意义。结论低孔率支架置入后,可使动脉瘤内血流速度减慢,血液流空时间延长。不影响动脉瘤和载瘤动脉内压力的变化,仅在支架释放的过程中可引起动脉瘤腔内压力的短暂性升高。     

颅内后交通动脉动脉瘤栓塞后复发的血流动力学数值模拟分析

目的采用血流动力学数值模拟的方法探讨颅内后交通动脉动脉瘤(PCoA-An)栓塞前后的血流动力学特点及其对栓塞术后复发的影响。方法连续纳入2008年1月—2010年2月行栓塞治疗的PCoA-An患者13例,根据随访的结果将其分为复发组4例和稳定组9例。基于栓塞前后的三维脑血管造影资料建立动脉瘤模型,通过计算流体力学软件,采用有限元算法对术前及术后瘤颈区域的血流动力学特征进行分析,并评价其对动脉瘤复发(2～18个月)的影响。结果栓塞术前,复发组瘤颈区域的收缩峰期壁面切应力(WSS)和血流速度分别为(29±7)Pa和(0.62±0.12)m/s,稳定组分别为(31±12)Pa和(0.85±0.29)m/s,两组比较差异均无统计学意义,P>0.05。栓塞术后,复发组相同区域收缩峰期的WSS和血流速度分别为(48±4)Pa和(0.99±0.09)m/s,与术前比较均明显增高,P<0.05;稳定组分别为(21±12)Pa和(0.57±0.27)m/s,与术前比较均明显降低,P<0.05。栓塞术后,复发组瘤颈区域收缩峰期的WSS和血流速度均明显高于稳定组,差异有统计学意义,P<0.01,P<0.05。结论栓塞PCoA-An后,瘤颈区域存在的高WSS、高血流速度可能是导致术后动脉瘤复发的重要因素。     

椎基底动脉迂曲扩张症的计算流体力学分析

目的 基于磁共振血管造影(MRA)的椎基底动脉迂曲扩张症(VBD)计算机流体力学分析。方法 选取2018年1月至2022年1月牡丹江医学院附属红旗医院诊断为VBD的40例患者,经MRI检查正常的40例患者图像。以椎基底动脉MRA图像构建椎基底动脉三维几何模型,分为VBD组与对照组,分析血流速度(V)、壁面剪切应力(WSS)及震荡剪切系数(OSI)。结果 VBD组V、WSS及OSI均高于对照组,差异有统计学意义(P <0.05)。在血流速度方面,高速血流集中于基底动脉及右侧大脑后动脉处。在WSS方面,VBD组高WSS位于右侧椎动脉、基底动脉、双侧大脑后动脉等大部分血管区域,以血管分叉处显著。在OSI方面,VBD组高OSI值以基底动脉末端至双侧大脑后动脉发出处明显,其余血管区域为波动性高OSI分布。结论 基于真实磁共振患者图像可建立三维个体化血管模型及进行血流动力学分析,获取VBD血流速度图、血管剪切应力云图及震荡剪切系数云图。建立VBD组及对照组模型,分析血流动力学发现,VBD组的基底动脉段具有高速血流、高WSS及高OSI,以末端显著,临床上应着重关注此区域。     

颅内动脉瘤快速虚拟支架和血流动力学数值模拟研究

目的 利用虚拟支架算法对真实血管内支架展开的状态进行模拟,同时对虚拟术后模型进行血流动力学参数的数值模拟,评估虚拟支架置入手术前后血流动力学参数的变化。方法 纳入2014年9月19日于首都医科大学附属北京天坛医院就诊的1例基底动脉瘤(动脉瘤直径10.93 mm)伴动脉瘤壁1级强化患者,对其动脉瘤增大(12.83 mm,动脉瘤壁2级强化)后的高分辨率磁共振成像进行重组,得到患者的特异性动脉瘤血管几何模型,对该模型进行分割与平滑处理。选用Pipeline密网支架,首先通过基于单纯性可变形网格的虚拟支架快速模拟仿真算法,对支架展开进行快速有效的模拟,得到展开后的支架位置与形态结构。同时,通过对支架进行实体化建模,及对虚拟支架置入术后的动脉瘤进行血流动力学仿真计算,对比术前术后可量化的血流动力学参数(包括时间平均壁面剪应力、振荡剪切指数、梯度震荡数、壁面剪应力梯度、压力、质量流量和流速)。结果 动脉瘤壁内的时间平均壁面剪应力、壁面剪应力梯度、最大梯度振荡数等血流动力学参数较术前均有明显降低,压力和最大震荡剪切指数较术前增高。动脉瘤壁的时间平均壁面剪应力最大值从5.277 Pa下降至2.701 ...     

大脑中动脉M1段动脉瘤的血管内治疗

目的探讨血管内治疗大脑中动脉M1段动脉瘤的可行性、安全性和有效性。方法回顾性分析第二军医大学长海医院神经外科2008年8月—2009年12月采用血管内治疗的15例大脑中动脉M1段动脉瘤患者的临床资料。采用全身麻醉和Seldinger技术,经股动脉穿刺,单纯置入支架、弹簧圈或支架辅助弹簧圈治疗。结果①采用血管内栓塞治疗的所有动脉瘤均获成功,其中单纯弹簧圈栓塞术治疗5例,采用单纯支架置入术治疗3例,支架结合弹簧圈栓塞术治疗7例。②术后即刻造影显示,致密栓塞5例,瘤颈显影4例,瘤体显影3例;单纯支架置入即刻造影,显示瘤内对比剂明显滞留3例,术中未发生动脉瘤破裂。③术后发生手术相关并发症1例（左侧基底核区梗死,右侧肢体肌力为0级）;出院时改良Rankin评分4分,半年后随访改良Rankin评分2分。7例患者接受DSA复查（3～8个月,平均6．1个月）,其中2例发生动脉瘤再通,给予再次栓塞;15例患者临床随访3—20个月（平均7．7个月）,无新发神经系统症状,未发生动脉瘤再次破裂出血。结论血管内栓塞治疗大脑中动脉M1段动脉瘤技术上是可行的,安全性高,其长期疗效有待于进一步随访。     

颅内分叶状动脉瘤的血流动力学数值模拟分析

目的探讨颅内分叶状动脉瘤的血流动力学特点。方法结合DSA三维图像,采用计算流体力学（CFD）有限元方法的软件,对2个（动脉瘤1为侧壁动脉瘤,动脉瘤2为顶端动脉瘤）颅内分叶状动脉瘤的血流动力学进行数值模拟,观察动脉瘤内血流流动模式及血流动力学参数（流速、壁面切应力及压力）。结果①两个动脉瘤的分叶均位于入流动脉的血流高速冲击处和血流涡流处。②在1个心动周期内（0.1～0.8s）,两个分叶状动脉瘤的流速、壁面切应力及压力的最大值均出现在收缩期末的0.2s时刻。分叶状动脉瘤内从分叶发生处到分叶的深部出现了流速、壁面切应力及压力变化梯度,动脉瘤每个分叶的发生处数值最高,分叶的顶端数值最低（接近于0）。两个动脉瘤分叶发生处血流流速、壁面切应力、动压平均值分别为（1.20±0.40）m/s、（8.12±2.44）Pa、（851±508）Pa;分叶深部分别为（0.45±0.20）m/s、（0.64±0.27）Pa、（103±81）Pa,差异均有统计学意义（P〈0.01）。③动脉瘤内壁面切应力和动压变化与血流流速变化呈正相关（r=0.947,P=0.000;r=0.969,P=0.000）。结论颅内分叶状动脉瘤的形成与高速血流的冲击有关;分叶发生处的高流速、高压力、高壁面切应力,可能与分叶的发生和生长有关;分叶深部的低流速、低压力、低壁面切应力,可能与动脉瘤易破裂有关。     

解剖M型超声技术评价冠状动脉左回旋支支架置入术前后左心室侧壁运动变化

目的采用解剖M型（AMM）超声技术观察冠状动脉左回旋支内支架置入术或冠状动脉搭桥术后左室侧壁运动的改变。方法28例行冠状动脉左回旋支支架置入术或冠状动脉搭桥术的患者,在术前、术后72h及3个月时分别进行超声心动图检查,在二尖瓣水平短轴切面和乳头肌水平短轴切面获取前间隔、前壁、前侧壁、下侧壁、下壁和下间隔等各6个节段,在心尖四腔水平切面获取室间隔中间段、侧壁中间段、室间隔基底段和侧壁基底段等4个节段的解剖M型图像,测量这些节段的室壁收缩期增厚率。结果28例左回旋支狭窄置入支架的患者,相比术前,术后72h及3个月时,由左回旋支供血的心肌各节段的室壁收缩期增厚率均较术前显著增高,而术后72h内和术后3个月时的室壁收缩期增厚率则无显著差异。结论冠状动脉内支架置入术或冠状动脉搭桥手术能迅速改善狭窄动脉供血区域的室壁运动状况,并至少维持3个月;采用AMM超声技术测量室壁节段的收缩期增厚率,能随访评价支架置入术或冠状动脉搭桥术的疗效。     

个体化颅内动脉瘤三维刚性数值模型的壁剪切力

目的研究个体化颅内动脉瘤的三维刚性模型的壁剪切力分布。方法用MIMICS软件读取1例颅内动脉瘤患哲CT血管成像的DICOM数据,进行三维实体重建。应用ANSYS和CFX软件进行三维刚性模型的数值仿真,分析与动脉瘤生长和破裂相关的壁剪切力。结果个体化颅内动脉瘤血流动力学刚性模型,可以直观地模拟动脉瘤壁剪切力的变化过程。血流直接冲击瘤颈区域为高剪切力区（〉3Pa）,最高处达7．92Pa;在冲击瘤颈后,血流开始减速区域为中剪切力区（1．5～3Pa）,低剪切力区（0．5～1．4Pa）主要为血流减速后流经区域,极低剪切力区（〈0．5Pa）主要为瘤顶区,最低处为0．07Pa。在1个心动周期内,动脉瘤壁剪切力与血流速度的变化较一致。结论颅内动脉瘤血流动力学模型可形象地分析动脉瘤壁的剪切力情况,可能为进一步分析动脉瘤的发生、生长及破裂提供理论分析基础。     

不同方式血管旁路移植术治疗大脑中动脉分叉以远梭形动脉瘤

目的观察不同方式的血管旁路移植术加动脉瘤切除或孤立术治疗大脑中动脉分叉以远梭形动脉瘤的临床疗效。方法2006年11月—2010年10月北京三博脑科医院采用血管旁路移植术治疗9例未破裂大脑中动脉分叉部以远梭形动脉瘤,其中8例为单发,1例为多发。中型动脉瘤1例,大型2例,巨大型5例,蛇形1例。颅内局部血管旁路移植术7例,颅内一颅外血管旁路移植术2例,同时行动脉瘤切除或孤立术。结果①术后DSA和（或）CT血管成像（CTA）检查显示,9例动脉瘤均不显影;7例移植血管通畅,2例移植血管不通。血管不通的2例中,1例术后10个月CTA显示移植血管再通;1例术后17dDSA显示移植血管不通,动脉瘤远端皮质由侧支血管代偿供血。②术后1例肌力轻度下降,出院前完全恢复;3例有短暂口周抽搐,1例发生静脉出血性梗死。出院时格拉斯哥预后评分（GOS）4分1例,5分8例。③9例获6个月至4．5年随访,GOS均为5分。结论脑血管旁路移植术尤其是颅内局部血管旁路移植术,是治疗大脑中动脉分叉部以远梭形动脉瘤的有效方法。     

LVIS支架不同释放方式在颅内宽颈动脉瘤中的应用

目的探讨评估低剖面可视化腔内支撑装置(LVIS支架)"压缩"和"灯笼"释放方式治疗颅内宽颈动脉瘤的安全性及短期疗效。方法回顾性连续纳入2014年12月至2015年10月接受LVIS支架治疗且支架形态发生短缩改变的颅内宽颈动脉瘤患者15例(16个动脉瘤),均经全脑DSA检查明确诊断。"压缩"方式指通过操作使LVIS支架长度比标注释放数值短缩超过5 mm;"灯笼"方式指瘤颈处LVIS支架直径增宽。计算颈内动脉后交通段内支架压缩后金属覆盖率,并于术后即刻及术后3个月评价其安全性及疗效。结果 (1)采用LVIS支架辅助治疗的16个宽颈动脉瘤中后交通动脉瘤8个,眼动脉瘤6个,脉络膜前动脉瘤及大脑中动脉M2分叉梭形动脉瘤各1个;瘤颈1.8~8.0 mm,平均(3.9±1.7)mm;共置入LVIS支架15枚(1枚支架治疗两个动脉瘤者1例);均采用"压缩"方式释放支架,其中4例(4枚)同时并存"灯笼"方式。(2)LVIS支架术后Raymond分级Ⅰ级栓塞10个(62.5%),覆盖的分支动脉术后即刻均通畅。(3)围手术期未发生技术相关出血性和缺血性并发症,支架置入成功率100%(15/15)。(4)颈内动脉后交通段内支架压缩后金属覆盖率为30.3%~38.5%,平均(35.0±2.8)%。(5)15例LVIS支架置入术后患者均经全脑DSA随访3~5个月,平均(3.2±0.5)个月,其中14个动脉瘤达影像学治愈(RaymondⅠ级,87.5%),无动脉瘤复发病例。支架覆盖的所有分支动脉无闭塞,未发生支架内狭窄及载瘤动脉闭塞,总致残率为6.7%(1/15),无死亡病例。结论 LVIS支架通过"压缩"及"灯笼"方式可提高瘤颈金属覆盖率和短期治愈率,同时不影响覆盖的分支动脉。选择适宜病例行"灯笼"方式可能有利于瘤颈处分支动脉的短期保护。