血管内治疗颅内动脉瘤后复发的血流动力学数值模拟研究

目的探讨血流动力学在颅内动脉瘤血管内治疗后复发中的作用。方法 2006年6月—2009年10月第二军医大学长海医院神经外科,通过匹配动脉瘤部位、大小和形态等条件,选择复发与未复发动脉瘤患者各10例,采用数值模拟的计算方法,分析两组动脉瘤瘤颈不同部位,包括壁面切应力、压力和血流速度在内的血流动力学特征。结果动脉瘤复发组的瘤颈近侧、中心及远侧3个部位的壁面切应力的中位数（范围）分别为3.19（0.92～22.73）、3.19（1.04～23.01）和5.03（1.88～23.06）Pa,在瘤颈远侧端的壁面切应力明显高于瘤颈中心部位和瘤颈近端,差异有统计学意义,P=0.002;未复发组相应的三个部位的切应力分别为5.61（0.96～9.59）、5.55（4.56～7.88）、5.88（4.06～10.75）,差异无统计学意义。复发组及未复发组的瘤颈近侧、中心及远侧的血流速度及压力比较差异均无统计学意义。结论血管内治疗颅内动脉瘤后,局部高壁面切应力与动脉瘤复发有关。     

脑Willis环动力学参数计算与临床应用

在已有的脑Willis环研究的基础上，建立了反映脑循环血液脉动特性的集中参数模型并给出了参数求解方法，通过对30例临床数据的计算发现理论值与大部分疾病诊断结果相吻合，这不仅说明模型是符合生理实际的，还说明模型参数的求解方法在临床上是切实可行的。     

三维数值模拟颅内分叉部动脉瘤及血流动力学分析

背景:已知血流动力学因素在动脉瘤的发生、发展和破裂中起重要作用。目的:以三维计算机数值模拟观察颅内分叉部动脉瘤的血流动力学特性。设计、时间及地点:三维数值模拟试验,于2008-07在北京神经外科研究所血管内治疗实验室进行。对象:选择2008-04/07首都医科大学附属北京天坛医院神经介入科住院患者2例。病例1,女,37岁,血管造影示左侧前交通动脉瘤(共面的分叉部动脉瘤),右侧大脑前动脉A1段不显影。病例2,女,61岁,血管造影示基底动脉顶端动脉瘤(不共面的分叉部动脉瘤)。方法:利用临床三维血管造影图像建立动脉瘤数值模型,并在GE公司的专用工作站进行三维重建。调整重建后的血管图像,并对其进行重新切片。然后运行Matlab7.0软件及自写程序,逐渐生成动脉瘤的STL文件。导入网格生成软件,生成动脉瘤的三维网格。定义边界条件及提取血压波后,应用Fluent软件进行动脉瘤数值模拟。主要观察指标:动脉瘤流入道、流出道、瘤顶部的血流速度、动压及壁面切应力。结果:两个分叉部动脉瘤流入道的血流速度、动压及壁面切应力均最高,瘤顶部最低,与流出道相比较差异有显著性意义(P<0.05);但共面的分叉部动脉瘤瘤顶部的动压较高,平均动压为(62.3853±35.0765)Pa;不共面的分叉部动脉瘤瘤顶部壁面切应力较低,平均壁面切应力为(0.2207±0.0716)Pa。结论:瘤内动压在共面的分叉部动脉瘤破裂因素中起主要作用,而壁面切应力不足是不共面分叉部动脉瘤破裂的主要原因。     

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。     

颅内动脉瘤三维血流动力学的计算机模拟

目的:探讨病人特征性颅内动脉瘤三维模型的建立并进行计算流体动力学(CFD)分析.方法:2个颅内动脉瘤,通过旋转DSA,重建三维模型,应用该模型的原始数据,使用有限体积方法进行三维流体模拟.结果:2个颅内动脉瘤的三维流体模型成功建立,流线图内均可见动脉瘤内的涡流产生,结合病人TCD数据,计算出动脉瘤瘤颈部的侧壁切应力在一个心动周期内最大值为(17.08±8.82)Pa和(25.22±7.62)Pa,平均值为(3.40±2.29)Pa和(1.85±1.66)Pa.结论:颅内动脉瘤病人特征性三维血流动力学模型能很好地显示血液在载瘤动脉及动脉瘤内的血流动力学特征,并可用于进一步进行血流动力学分析.     

两种常见形态颅内动脉瘤的血流动力学研究

目的 对颅内动脉瘤进行三维数值模拟并分类.分析其血流动力学特性.方法 联合应用Matlab、Ansys、Fluent等软件及自写程序对39例颅内动脉瘤进行数值模拟.结果 两类动脉瘤模型流人道的血流速度、动压及壁面切应力最高,流出道次之,瘤顶部最低;且A类(长宽比>1.8)动脉瘤破裂率明显高于B类(长宽比≤1.8).A类动脉瘤流人道侧壁和瘤顶部壁而切应力比值(WSS'sratio)明显大于B类动脉瘤;且与其长宽比成正相关.结论 颅内动脉瘤顶部的血流速度、动压及壁面切应力均最低,是其破裂的主要原因和部位.流人道和瘤顶部壁面切应力比值及动脉瘤的长宽比反映动脉瘤的破裂风险,其比值越大,破裂风险越高.     

颅内典型囊性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进行三维数值模拟,分析不同类型动脉瘤的血液动力学特性。方法根据动脉瘤瘤体与载瘤动脉的关系,将颅内典型囊性动脉瘤分为A（动脉瘤位于血管弓背侧）、B（动脉瘤位于血管弓内侧）、C（分叉部动脉瘤,瘤轴平面与载瘤动脉轴共面）,D（分叉部动脉瘤,瘤轴平面与载瘤动脉轴不共面）四类。联合应用Matlab软件、Ansys软件、Fluent软件及自写程序对颅内囊性动脉瘤进行计算机数值模拟分析。结果颅内动脉瘤模型流入道的血流速度、动压及壁面切应力最高,流出道次之．顶部最低;A、B、D类动脉瘤冲击域壁面切应力最大;C类动脉瘤内动脉压普遍较高。结论对A、B、D类动脉瘤,冲击域壁面切应力最大可能是动脉瘤生长的主要因素,而其顶部壁面切应力不足可能是破裂的主要因素之一;对C类动脉瘤,动脉瘤内动压较高是其破裂的主要因素。     

基于三维医学影像的脑动脉瘤内血液流动的数值模拟

目的 利用数值模拟研究具有病人特异性的脑动脉瘤内的血液流动,为脑动脉瘤的破裂风险的评价和动脉瘤介入栓塞后复发风险的评价提供帮助。方法 从两例脑动脉瘤病人的3D-RA数据中重建动脉瘤几何模型,血液流变学模型选择假塑性非牛顿流体模型,利用商用CFD软件Fluent对两例动脉瘤内的血液流动进行数值模拟。结果 数值模拟给出了动脉瘤内的流线图、重要截面上的速度分布图、壁面上的切应力分布和压力分布图。并且绘制了在收缩期时刻动脉瘤颈部和瘤顶部各20个点上的壁面切应力和压力的变化情况。结论 血流动力学因素如流速、压力、壁面切应力、流动对壁面的冲击状况等因素与动脉瘤的生长和破裂密切相关,而由于脑动脉瘤形态各异、载瘤动脉与动脉瘤体的几何关系复杂,所以具有病人特异性的数值模拟对于研究动脉瘤破裂和复发风险具有重要价值。动脉瘤颈部的壁面切应力和壁面切应力的波动的变化规律并不相同,需要进一步研究壁面切应力的波动与脑动脉瘤生长与破裂之间的定量关系。     

支架植入后血管的扭转对支架力学状态的影响

目的 在日常生活中颈部的运动会导致血管以及支架发生一定的变形,该文探究血管的扭转变形对支架力学性能的定量影响。方法 在有限元仿真软件Abaqus中进行支架的压握、释放过程的数值模拟,带支架血管的扭转过程的数值模拟以及血管外壁压力的加载过程的数值模拟。结果 支架置入后,血管壁外表面施加载荷时,当施加载荷不变时,随着扭转角度的增加,血管内最小截面面积减小。结论 支架置入后,当外载荷固定时,随着扭转角度的上升支架的径向支撑能力会有所下降。     

支架置入治疗大脑中动脉瘤的数值模拟研究

目的探讨支架置入前、后,计算机数值模拟大脑中动脉分叉处动脉瘤的血流动力学变化。方法结合DSA影像,采用计算流体力学有限元方法的软件,对单纯使用支架治疗大脑中动脉分叉处未破裂动脉瘤的1例患者,在支架置入前及支架置人后9个月,行血管形态学特征和血流动力学数值模拟分析（包括血液流线、血管壁面压力和剪应力等）。从三维旋转造影图像数据中获得模型,将生理脉动流作为进入流,采用软件生成网格并计算非定常层流的连续动力方程。结果与支架置入前比较,支架置入后,①血管形态学发生了明显改变,大脑中动脉的M1段和M2段下干血管夹角变大（67．7°变为124．1°）,瘤体消失。②血流对瘤颈口冲击明显降低,改变动脉瘤内的压力,术前瘤顶平均壁面压力为977．06Pa,瘤颈处平均壁面压力为950．46Pa。支架置人后消除了瘤颈处的高壁面压力区域,9个月时复查该处平均壁面压力为831．31Pa。③改善动脉瘤表面的壁面切应力（WSS）分布,术前瘤顶区域的平均WSS为2．09Pa,瘤颈区域的平均WSS为7．51Pa,9个月复查时变得渐趋一致。结论血管内单纯支架置人通过对血管形态学的改变,引起血流动力学变化可能是使动脉瘤愈合的机制。