脑血管结构与血流动力学变化对颅内动脉瘤的影响
变异,1计算流体力学(Computationalfluiddynamics,CFD)研究进展,2血流动力学研究进展,3血流动力学与动脉瘤的关系,4血管结构与IA的关系,1Willis环与动脉瘤,2颈内动脉结构与动脉
罗佳佳,龙霄翱,冯学成,余 博,李家旺(广东医科大学附属医院脑血管外科,广东 湛江 524000)
颅内动脉瘤(Intracranial aneurysm,IA)是颅内动脉壁病理性扩张后形成的凸起,凸起部位血管壁失去了原有管壁的弹性,更容易受血流等多种因素的影响而发生破裂,造成蛛网膜下腔出血(Subarachnoid haemorrhage,SAH)。动脉瘤破裂所致SAH 的发病率和致死率都很高,是人类健康问题上尚未被解决的难题。目前为止,IA 的致病因素仍未有定论,人们发现生活习惯、环境、雌激素、遗传、血流动力学、高血压等与IA 的发展密切相关[1-3]。其中血流动力学被认为是影响动脉瘤形成的重要因素之一。血液在人体内的流动方式有两种,分别是层流和湍流。在顺直的血管中主要以层流的形式存在,而在弯曲的血管中,更多地表现为湍流[3]。由此可见,血管结构影响血流动力学,并在一定程度上影响动脉瘤的形成。本文就脑血管结构与血流动力学变化对IA 的影响进行综述,以期为IA 发病机制的研究及临床诊治提供参考。
1 计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)研究进展
CFD 是随着计算机的发展而产生的一个介于数学、流体力学和计算机之间的交叉学科,其主要研究内容是通过计算机和数值方法来求解流体力学的控制方程,对流体力学问题进行模拟和分析。在脑血管疾病的研究上,直接测量是最能准确获取人体血管内血流动力学信息的方法,但是出于技术限制、实验对象少、伦理学限制,以及颅内动脉走行复杂并受颅骨保护等原因,直接对人体进行测量存在很大的局限性。自1992 年Gonzalez 等将CFD 运用于脑动脉瘤形成机制的研究中后,个体化研究脑血管结构和脑血管病变便成为可能,CFD 也被频繁地运用于IA 生成、生长及破裂的研究中。CFD 是应用临床高分辨率的三维动脉图像信息,包括磁共振血管造影、CT 血管造影或数字剪影血管造影图像,通过Mimics、3D Slicer 等软件建立患者个性化的脑动脉瘤3D 模型,然后结合有限元分析和流固耦合模拟将这些图像信息量化为壁面切应力(WSS)、壁面切应力梯度(WSSG)、振荡切应指数(OSI)、梯度振荡数(GON)等[4]。通过CFD 研究动脉瘤有很好的发展前景,截至目前,已经有很多研究将其运用到动脉瘤破裂风险的预测中 ......
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