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。

眼动脉瘤次全栓塞后的血流动力学特点及复发风险分析

目的探讨颅内眼动脉瘤栓塞后残颈处的血流动力学特征及其对术后复发的影响。方法选择2007年1月-2008年7月行栓塞治疗后留有残颈的眼动脉瘤患者4例,栓塞前后均行三维脑血管造影,基于三维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、术后及复发时瘤颈处的血流动力学特征进行分析。结果血流动力学分析显示,4例患者栓塞后残颈处均可见高切应力和高流速区域。3例复发的眼动脉瘤复发时血流再次进入瘤腔内的位置与高切应力区域相吻合。结论眼动脉瘤栓塞后瘤颈处的高切应力、高流速区域与动脉瘤复发的位置一致。血流动力学因素在眼动脉瘤栓塞后的复发中可能具有重要作用。

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。

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。

胎儿心率变异性的近似熵分析在胎儿窘迫诊断中的应用

介绍一种近似熵分析方法,并将其应用于胎心率变异性的研究中,探讨近似熵分析结果与临床胎儿窘迫的相关性。对67例次胎心电子监护(CTG)结果经胎心率变异性的近似熵分析及时域分析。新生儿出生后记录Apgar评分,取脐动脉血行血气分析。结果显示胎心率变异性的近似熵值ApEn与脐血血气分析指标pH、Pco2、Po2、HCO3-、ABE、SO2及新生儿评分Apgar有显著相关性(r=0.51、-0.29、0.49、0.29、0.45、0.56、0.28,P值均<0.05);酸中毒组(pH≤7.2)胎心率变异性的ApEn值显著低于正常组(pH>7.2)(P<0.01),而常规时域分析指标平均胎心率(BHR)、胎心率标准差(SD)、胎心率变异系数(CV)则无显著性差别。提示胎心率变异性的近似熵值是一较敏感的反映胎儿缺氧酸中毒的指标,近似熵分析方法可为胎儿窘迫早期诊断的准确性提供新的思路。

颅内动脉瘤的三维数值模拟分析

目的应用计算流体力学软件结合有限元法对颅内动脉瘤进行三维数值模拟,分析动脉瘤的血液动力学特性。方法利用临床三维血管造影图像建立动脉瘤数值模型,用Matlab7.0软件及Ansys软件提取动脉瘤的立体轮廓并进行三维网格划分,然后应用Fluent6.02软件进行动脉瘤数值模拟及血流动力学分析。结果本例研究对象显示动脉瘤流入道的血流速度、动压及壁面切应力最高,流出道次之,顶部最低。结论①根据病人的解剖结构所构建的动脉瘤模型的三维数值模拟,把压力入口及脉搏波动应用其中,对血流动力学数据分析更先进、更接近临床实际。②动脉瘤顶部的血流流速、瘤内压力、壁面切应力均最低,这种特殊的结构导致了动脉瘤顶部可能成为动脉瘤破裂的部位。③动脉瘤三维数值模拟能够很好地反应动脉瘤的血液动力学特性,是一种极好的动脉瘤实验及临床研究方法。

基于集中参数模型的脑血管疾病数值模拟

脑血管疾病的血液动力学研究一直是和脑血管疾病的预防和诊断密切相关的,由于脑部血液循环是一个四端输入的网络,其复杂性导致它的血液动力学规律和体循环有着本质的差别,讨论脑循环动力学模型和临床应用有着重要的意义。本文使用集中参数模型来模拟三种常见的脑血管疾病;脑动脉硬化,脑梗塞,锁骨下动脉盗血。考察其对相应脑血管的压力和流量的影响,结果显示脑部血液循环的代偿功能在发病情况下的重要作用,本文通过分析数值模拟结果,对不同疾病的血液动力学特征进行研究,给脑血管疾病的临床诊断提供血液动力学方面的参考。

胎羊缺氧时心率变异的功率谱分析

健康妊娠绵羊 7只 ,体重 2 0～ 30 kg,于妊娠 116～ 12 5 d时进宫腔行胎羊股动脉插管 ,引出腹主动脉血压 ,经磁带数据记录仪记录血压信号。术后恢复 1h,从胎羊动脉导管注入明胶微球悬浮液 ,造成胎盘微血管阻塞 ,每隔 15～ 2 0 m in注入一次 ,造成胎羊缺氧。采集胎羊动脉血样 ,分析 p H、Pco2 和 Po2 值 ,同时功率谱分析从血压中检测的拍 -拍心搏周期。频率分成四个频段 ,极低频段 (VL 0 .0 1～ 0 .0 2 5 cycle/ beat) ,低频段 (L 0 .0 2 5～ 0 .12 5 cycle/beat) ,中频段 (M0 .12 5～ 0 .2 cycle/ beat)和高频段 (H0 .2～ 0 .5 cycle/ beat)。结果显示低频段面积在微球注入一次后有极明显增加 ,0 .0 7± 0 .0 1vs.0 .2 1± 0 .0 3(P<0 .0 1) ,增加约 2倍 ;高频段面积有明显下降 ,0 .5 3± 0 .1vs.0 .2 7±0 .0 5 (P<0 .0 5 ) ,下降约 1倍 (P<0 .0 5 ) ;极低频和中频变化无显著性差异。而 p H、Pco2 和 Po2 值在注入 2或 3次后才有明显改变 (P<0 .0 5 )。提示低频和高频段的变化是一较灵敏的胎羊缺氧指标。

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面切应力比值（WSS＇s ratio）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。

支架置入对颅内动脉分叉部动脉瘤血流动力学的影响

目的探讨支架置入对颅内动脉分叉部动脉瘤血流动力学的影响。方法设计颅内分叉部动脉瘤的聚酯玻璃及计算机三维数值模型，通过体外循环技术和计算流体力学技术两种方法来比较支架置入前后动脉瘤的血流动力学变化。结果体外循环模拟实验的结果与计算流体力学数值模拟的结果具有较好的一致性。支架置入弱化了瘤颈处的涡流运动并减轻了血液对瘤体侧壁的冲击。支架置入后，动脉瘤瘤颈处平均剪切力降低22．3％，瘤顶处平均剪切力增高44．9％，但瘤顶处剪切力仍低于瘤颈处。结论支架置入带来的动脉瘤瘤内血流动力学参数的改变，可能有利于瘤内的血栓形成和减少治疗后的复发。

颅内长形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对颅内长形动脉瘤进行三维数值模拟，以分析其血液动力学特性。方法对象为10例长形动脉瘤，其中8例曾经有蛛网膜下腔出血史。联合应用Matlab软件、Ansys软件、Fluent软件及自写程序对其进行计算机数值模拟。结果长形动脉瘤模型流人道的血流速度[（1．07±0．23）m／s]、动压[（574±186）Pa]及壁面切应力[（7．7±2．0）Pa]最高，流出道次之，顶部血流速度[（0．15±0．07）m／s]、动压[（37±13）Pa]及壁面切应力[（0．40±0．13）Pa]最低；瘤内不形成或仅形成简单涡流。结论长形动脉瘤顶部是动脉瘤破裂的主要部位，可能与动脉瘤顶部血流速度、动压及壁面切应力均最低有关。搏动性血流对动脉瘤的发生、生长和破裂起有重要作用。