腹主动脉瘤的自动化分割及其二维网格剖分技术

目的 讨论腹主动脉瘤断层图像的分割方法及其网格剖分技术,建立可用于有限元计算的二维数值分析模型。方法 采用完全基于形态学的方法完成图像中各个部分的分割,针对每个分割得到的闭合曲线,计算其符号距离函数,然后根据各个曲线的集合关系得到一个最终符号距离函数,在这个距离函数和一个平衡关系的控制下不断使用Delaunay算法,当满足平衡关系或者达到设定的条件时,网格划分终止,有限元模型建立完成。结果 实现血管内腔的自动化分割以及血管壁、钙化点等的半自动化分割;对血管内的不同成分划分网格,并可以控制网格的类型和密度;建立血栓与血管壁耦合以及血栓与血管壁、钙化点耦合的两种有限元模型,并进行相关的应力分析。结论 分割过程中不需要复杂的计算且不需要提供初始化曲线,分割快速、准确;网格划分算法可以产生高质量的网格,网格的生成易于控制;产生的网格可用于实际的计算。     

破裂性腹主动脉瘤3例抢救体会

腹主动脉瘤是一种老年病,也是最常见的动脉瘤,其最严重的并发症是破裂。一旦破裂,则是一种极其凶险的病,需立即手术,我院自2000年至今,手术抢救腹主动脉瘤破裂3例,2例抢救成功,1例死亡,现报告如下。1资料与方法1.1临床资料病例1,男,56岁,突发上腹部疼痛1 h入院,颜面苍白,血压80/60 mmHg,B超,腹主动脉瘤,腹腔积液,腹腔穿刺,抽出不凝血2 m l。手术证实腹主动脉瘤前壁破裂,腹腔积血约2 500 m l。病例2,男,76岁,高血压病史20年,突发脐周疼痛2h入院,脐周可触及搏动性包块,血压160/95 mmHg,B超腹主动脉瘤,腹腔无积液;CT腹主动脉瘤,腹膜后血肿。…     

腹主动脉瘤性别差异性的生物力学研究进展

腹主动脉瘤具有性别差异性,男性发病率较高,而女性的破裂发生率与术后死亡率均较高,这一性别差异性现象会影响到腹主动脉瘤患者的诊断、治疗及术后康复。本文综述了腹主动脉瘤性别差异性的研究现状,从阈值判定及生物力学、力学生物学等方面探究了腹主动脉瘤性别差异性这一现象,并指出男女腹主动脉尺寸差异、解剖结构及血管结构成分不同而导致的生物力学以及力生物学的差异,可能是导致两性腹主动脉瘤呈现出差异性的重要原因。针对腹主动脉瘤性别差异性的生物力学研究,将会为腹主动脉瘤诊断、治疗及器械设计、患者护理和康复提出基于性别差异的改进建议。     

腹主动脉瘤的发病机制

腹主动脉瘤的形成是解剖学、遗传学、环境学和生物化学诸因素相互影响和共同作用的结果。中膜细胞外基质代谢失衡在腹主动脉瘤的形成中起主要作用。其中基质金属蛋白酶活性增加和弹力蛋白与胶原的基因表达失衡可能是其原因。腹主动脉壁的自身免疫反应性炎症和平滑肌细胞凋亡可影响基质金属蛋白酶和弹力蛋白与胶原合成。     

巨噬细胞在腹主动脉瘤中作用的研究进展

主动脉瘤（AAA）是因动脉中层结构破坏,动脉壁不能承受血流冲击的压力所致永久性局部或广泛血管扩张。相关研究证实,在主动脉瘤中被鉴定出来的先天性和获得性免疫细胞,包括嗜中性粒细胞、巨噬细胞、肥大细胞等可促进主动脉瘤的发展。形成AAA的主要危险因素有吸烟和家族史,然而在组织学层面上,AAA的发病特征包括炎症、平滑肌细胞凋亡,细胞外基质降解,氧化应激等。炎症反应在AAA中起着至关重要的作用,且主要影响主动脉壁重塑的决定性因素。本综述关注于主动脉瘤中的巨噬细胞的起源及巨噬细胞在AAA发展过程中的作用,充分描述巨噬细胞的潜在应用。     

腹主动脉瘤应力模型的建立及其应用

本研究用螺旋CT扫描腹主动脉瘤获得的断层图像合成腹主动脉瘤几何模型，通过设定瘤壁组织生物力学参数和边界条件，使用有限元分析的方法分析腹主动脉瘤瘤壁的应力分布。结果标明，本例腹主动脉瘤应力峰值位于远端分叉部位，瘤体应力峰值位于后壁，均小于瘤壁的承受极限。本研究所得结果对腹主动脉瘤应力模型有助于分析个体化腹主动脉瘤的破裂部位和生长方向，对研究疾病进程提供依据。     

基于MRA的个体化腹主动脉瘤计算机仿真

目的探讨基于MRA图像进行个体化腹主动脉瘤(abdominal aortic aneurysm,AAA)计算机仿真研究的可行性,并从血流动力学层面探讨AAA的发生、发展和破裂机制。方法基于AAA患者的MRA数据采用逆向建模法建立AAA的三维几何模型;采用FLUENT软件进行数值模拟,假设血管壁为刚性壁,血液为不可压缩牛顿流体,建立瞬态模型。将收敛之后的数据导入到CFD-Post中进行结果分析,输出心动周期内不同时刻的血流流线图、流速分布图、血管壁面切应力分布图以及压力分布图。结果AAA瘤颈处血液流动的方式以层流为主,瘤腔内血流以涡流、湍流为主,且在瘤体膨大处较明显;瘤颈处血液流速快于瘤腔,瘤腔大部分区域在整个心动周期内都处于较低的流速水平,且波动不明显,瘤腔内的高流速区域多位于入口血流直接延续的部位;射血期的壁面切应力的量值及其变化幅度均大于充盈期,壁面切应力较高的区域总是分布于瘤颈附近,瘤腔的切应力在整个心动周期内始终处于较低水平;瘤体的壁面压力量值及其分布范围在射血峰值(t=0.08 s)时最大。加速射血期的壁面压力及其变化范围均较减速射血期及充盈期大。结论基于MRA图像可建立个体化的AAA计算机仿真模型,通过计算机仿真得到的AAA内血流分布规律对AAA的研究和临床个体化的诊治有一定的帮助。     

腹主动脉瘤计算机仿真研究进展

腹主动脉瘤(abdominal aortic aneurysm,AAA)是腹主动脉较常见的疾病,破裂之后致死率极高,因此,及时发现和评估AAA破裂的风险就具有重要意义。近年来随着医学影像、计算机及血流动力学等理论和技术的快速发展,利用计算机模拟技术对AAA进行仿真研究已成为研究的热点,其模拟的结果趋于人体真实的动脉瘤,并在揭示AAA的发生及演变的机制方面发挥了重要作用。本文介绍了AAA仿真研究的原理及模型分类,详细地阐述了瘤体形态、瘤壁的结构及属性、血液及血流的属性、腔内血栓等相关因素在仿真研究中的作用,并对其目前的进展及局限性予以综述。     

腹主动脉瘤术后SIRS及S／MODS发生率分析

目的观察腹主动脉瘤患者手术后全身炎症反应(SIRS)及单个/多器官功能障碍(S/MODS)发生率.方法随机选择消化道肿瘤择期手术病例21例(组1),腹主动脉瘤16例(组2),根据术后3d内出现的临床症状、体征及实验室检查结果对照判断SIRS及S/MODS发生率.结果组1SIRS发生率为14.3%,低于组2的81.3%;组1S/MODS发生率为4.8%,低于组2的62.5%.器官功能障碍主要出现于肺及肾脏.结论腹主动脉瘤患者术后SIRS及S/MODS发生率显著高于消化道肿瘤患者.     

血管支架在腹主动脉瘤治疗中的应用及进展

腹主动脉瘤的发病率逐年上升,腹主动脉瘤患者若不及时治疗常可因瘤体破裂致死,手术治疗的死亡率及高并发症的风险对外科医师及患者均是一项严重的挑战,随着生物医学工程学的发展,运用血管支架的血管腔内治疗在腹主动脉瘤治疗中显示较低的死亡率和良好的近期效果从而占有越来越重要的地位,本文就血管支架在腹主动脉瘤治疗中的应用及进展进行综述.     

腹主动脉瘤中定常流动的三维数值模拟

目的讨论定常流动情况下，三维腹主动脉瘤模型内的流动情况。方法应用三维非对称模型进行数值模拟。结果结果表明，在对称面上有一个涡而横截面上有两对涡的存在。壁面切应力在动脉瘤的出口处数值较高且变化大。结论流动和壁面切应力分布反应动脉瘤出口处为破裂的危险区域。     

腹主动脉瘤生物力学研究的新进展

腹主动脉瘤(abdominal aortic aneurysm,AAA)是腹主动脉局部呈肿瘤状扩张的血管疾病。如果不及时治疗,持续扩张的AAA将最终破裂,具有极高的死亡率。近年来,生物力学方法被广泛地应用于AAA临床破裂风险的评估预测中。相关研究成果也极大地增进了对于AAA病理机制的理解。首先讨论基于腔内血栓和AAA的生物力学测试方法,全面了解血栓及动脉瘤组织的多种力学特性以及力学特性变化对AAA在病理环境下生长及结构重建的影响;回顾一系列运用实验和计算生物力学手段预测AAA破裂风险的代表性研究成果,具体包括有限元分析AAA的管壁应力分布、评估破裂风险指数和判断破裂发生的具体位置等方面;重点阐述AAA中血栓的老化所导致的微观结构变化,并总结AAA生物力学研究的现状和未来挑战。     

异种移植建立的大鼠腹主动脉瘤形态学特征

目的: 建立和鉴定一种新型腹主动脉瘤动物模型, 为腹主动脉瘤的进一步研究提供基础。方法: 选取豚鼠肾下腹主动脉组织1 cm, 正位替换SD大鼠同长度腹主动脉; SD大鼠腹主动脉原位离断后吻合分别作为对照。分别于术后4周动态观测和比较移植腹主动脉直径、腔面积等形态学变化; 计算机图像技术半定量分析弹力纤维、胶原纤维及平滑肌变化。结果: 存活受体中88%移植腹部主动脉血流通畅, 无移植物或吻合口狭窄, 无腔内血栓形成。4周内, 异种移植组腹主动脉直径随时间延长逐渐扩张, 与对照组有显著差异; 腹主动脉扩张率与弹力蛋白、中膜平滑肌变化呈现显著负相关。结论: 免疫炎症损伤介导的豚鼠-SD大鼠异种移植腹主动脉瘤是一稳定可靠的动物模型。     

腹主动脉瘤围手术期的观察与护理

目的总结腹主动脉瘤围手术期护理经验。方法回顾并总结我院2005年1月～2007年6月共11例腹主动脉手术患者的临床资料。结果9例行腹主动脉瘤切除、人造血管移植术，2例行腔内隔绝术，手术均顺利完成，术后经7～24d治疗后痊愈，围手术期无患者死亡。结论腹主动脉瘤围手术期认真、细致的观察及适宜的护理能够有效保证手术成功。     

腹主动脉瘤直型覆膜支架的生物力学分析

应用数值模拟分析方法,研究腹主动脉瘤直型覆膜支架在径向压握、自膨胀释放及植入后平衡状态3种工况下的稳定性及各项生物力学指标。建立覆膜支架、压握工具以及目标血管的有限元模型。对圆柱状压握工具沿R轴负方向施加大小为6.50 mm的位移载荷,压握覆膜支架至外径为7.00 mm;将压握工具恢复到原始尺寸,建立血管/覆膜支架接触关系;支架完全释放后平衡状态下,对其内表面均匀施加50～150 mmHg动脉压。分析支架部分在压握与平衡状态下的最大主应变(MPS)峰值及分析后形态、释放状态下变形血管以及覆膜的等效应力峰值(VMS)。在径向压握过程中,金属支架最大压握主应变峰值为5.73%;在自膨胀释放过程中,造成血管壁应力集中的峰值为0.371 MPa,覆膜应力峰值为0.388 MPa;在植入后平衡状态下,支架平均应变为0.0859%,振荡应变为0.0486%,覆膜应力峰值为2.09 MPa,安全因子为8.23。支架部分在各工况下应变处于镍钛合金屈服强度之内,在圆角弯折处应变最为集中;覆膜部分在各工况下应力值也满足e PTFE膜材料的屈服强度。该研究结果可以为覆膜支架的结构优化设计以及覆膜材料选择提供一种分析方法, 可以提高覆膜支架的生物力学性能,并给工程设计和临床操作提供参考。     

瘤颈角度对腹主动脉瘤腔内修复术后支架位移的影响

目的 研究瘤颈角度对腹主动脉瘤腔内修复术后支架位移的影响。方法 选用28名患者CT影像分别建立术前腹主动脉瘤(abdominal aortic aneurysm, AAA)模型、术后两次随访(postoperative follow-up)AAA模型和覆膜支架模型,并根据术前瘤颈角度将模型分为非严重成角组(n=14)和严重成角组(n=14)。测量每个模型的几何形态,分析手术前后AAA几何参数、术后支架位移变化。通过血流动力学模拟计算术后第1次随访模型的位移力。结果 两组患者在瘤长度、最大直径、位移力、瘤颈长度变化和瘤体积变化有明显差异(P<0.05)。支架重心位移和近端位移无显著差异(P>0.05)。在内漏发生情况上,未严重成角组中有2例,严重成角组中有4例(P>0.05)。结论 严重的瘤颈成角可导致支架位移力显著增加以及近端锚固区减小,进而增加支架位移发生的可能性。建议在临床方面医生应加强对严重瘤颈成角患者的术后随访,警惕远期内漏的发生。     

腹主动脉瘤的数值计算模型比较研究

目的分别采用纯流体模型和流固耦合模型来计算腹主动脉瘤的血流动力学特征,比较两种数值模型的不同,并讨论在研究腹主动脉瘤中的应用。方法使用Gambit 2.2.30和COMSOL Multiphysics 4.2建立腹主动脉瘤的理想模型,分别基于有限体的方法分析纯流体模型,基于任意拉格朗日-欧拉算法(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)计算流固耦合模型。结果同样的入口速度下,纯流体模型出现4个涡流和6个局部压力集中;流固耦合模型只有2个涡流和局部压力集中,且涡流中心更接近腹主动脉瘤的远端。在边界层分离点、血流回帖位置以及腹主动脉瘤的近端和远端,两种模型均出现壁剪切力极值。血管壁的最大形变和最大壁应力出现在腹主动脉瘤的近端和远端。结论两种模型的涡流个数和涡流中心的位置均不一样,与瘤体的生长有着密切的关联;流固耦合模型中的最大壁剪切力比纯流体模型要小36%;最大壁应力和最大血管壁的形变量与出口血压呈正相关。在研究血管瘤生长与血流动力学的关系时需要考虑使用流固耦合模型。     

基于改进U-Net的皮肤超声图像自动分割算法

目的 真皮和表皮可以反映人体皮肤的健康状况,是皮肤特征的一个重要评价指标.实验提出一种基于改进的U-Net网络的皮肤多类分割算法,利用U-Net深度神经网络强大的编码解码结构自动分割出人体皮肤中真皮层和表皮层区域.方法 选择健康志愿者25例,其中男性15例,女性10例;年龄20～60岁,平均年龄30岁.采集部位为手背、...     

腹主动脉瘤几何形态对血液动力学影响的三维数值分析

目的研究腹主动脉瘤不同形态学对瘤内血液动力学的影响,为临床预估动脉瘤的破裂提供参考。方法根据动脉瘤影像学上的特点建立不同几何形态的数学模型,采用计算流体动力学(CFD)方法,在周期性脉动速度入流、刚性壁面以及血液为牛顿流体的条件下,对一个心动周期内瘤内流场进行数值分析研究,比较不同几何形态腹主动脉瘤内血液动力学。结果非轴对称模型可造成相对较大的壁面剪应力;带有峰值偏移和曲率半径偏转的腹主动脉瘤,瘤内漩涡的发展变化会随着几何形态的不同而产生变化。结论腹主动脉瘤内流场特征的变化受到不同形态学的影响。