多孔介质模型在髂静脉压迫综合征血流动力学分析中的有效性验证

目的对髂静脉压迫综合征(iliac vein compression syndrome,IVCS)进行血流动力学分析时,探究使用多孔介质模型模拟髂静脉压迫区域是否可以提高计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)分析结果的可靠性和准确性。方法使用IVCS患者术前计算机断层扫描影像数据重建髂静脉压迫和侧支循环模型,采用多孔介质模型模拟患者髂静脉压迫区域,比较CFD分析中离散相粒子和数字减影血管造影中造影剂粒子的达峰时间吻合度,分析压力梯度、壁面剪切应力,并与未采用多孔介质模型的CFD分析结果做比较。结果多孔介质模型中80%以上的离散相粒子通过侧支循环到达下腔静脉,其离散相粒子与数字减影血管造影中造影剂粒子的达峰时间曲线吻合度高达92.4%。与未采用多孔介质模型的CFD分析相比,多孔介质模型中髂静脉压迫区域血流速度减小87.5%,下腔静脉与左髂静脉之间的压力梯度增高125 Pa,壁面剪切应力大于2.0 Pa的区域更多分布在侧支血管而非压迫区域。结论多孔介质模型能够准确地模拟IVCS患者的静脉血流,与临床观测数据相吻合。采用多孔介质模拟髂静脉压迫区域,该区域具有更小的血流速度、更高的压力梯度以及更小的高壁面剪切应力区域。本研究为患者的病情评估和治疗提供新的理论依据。