一种基于计算流体力学的大脑前循环狭窄的评估方法

目的中动脉与颈动脉是给大脑供血的主要血管。当中动脉与颈动脉出现严重狭窄时可能会导致缺血性脑卒中的发生,而轻度的狭窄不会直接影响人体的健康。因此准确评估中动脉与颈动脉的狭窄程度具有很大的临床意义。本研究基于冠脉的研究,提出了一种基于大脑FFR的中动脉、颈动脉狭窄程度评估方法。方法通过CTA影像数据建立狭窄的脑血管模型和大脑模型,基于脑血管出口截面积分配血管供血大脑体积,从而建立各个脑血管末端的微血管模型。同时,基于泊肃叶定理和法林效应计算各个脑血管出口处的阻力。将阻力作为脑血管流体仿真的出口边界条件,将肱动脉平均动脉压作为入口边界,采用稳态分析计算脑血管各个出口处的血液流量,记为Qai,并与实测大脑灌注数据进行比较。将狭窄的脑血管模型修复为无狭窄的脑血管模型,数值仿真获得脑血管各个出口处的血液流量,记为Qbi。基于Qai与Qbi的比值计算大脑FFR。结果分析10个病例,中动脉血液流量计算值与实测值最大相对误差为14.9%,前动脉最大相对误差为1.7%。当入口压力变化10%时,中动脉FFR最大相对误差为3%,前动脉FFR最大相对误差为1%。结论本研究提出的基于大脑FFR的脑血管狭窄程度评估方法具有较高的准确性和较好的稳定性。