论文部分内容阅读
随着技术进步,支架介入治疗缺血性脑血管病越来越普及.支架结构、支架放置位置、支架连接体形状等这些因素会对支架治疗椎开口狭窄及支架内再狭窄产生不同的影响.对不同结构、不同大小的支架针对不同椎开口狭窄的治疗有何不同的血液动力学方面的影响,还没有这方面的研究报告.为了研究支架对个性化椎开口狭窄的血液动力学特性的影响,首先必须建立基于医学扫描图像的个性化血管模型.本文基于逆向工程思想构建了人体个性化椎开口狭窄模型,进行了椎开口狭窄及其支架治疗的血液动力学数值模拟研究.本文使用逆向工程中依据点云数据构建实体模型思想,确立了一条从医学扫描图像出发、综合运用多种图像分割技术到快速准确提取动脉血管图像数据的方法.使用建立等值面模型方法构建动脉血管表面模型,对建立的表面模型进行删减、光滑及提高表面网格质量的操作处理,在此基础上,按照逆向工程中生成NURBS曲面模型的方法,建立了椎动脉狭窄的血管壁模型.对建立的血管壁模型进行了静态有限元分析.为了探讨支架结构对椎动脉狭窄的血流动力学的影响,设计构建了二种不同结构的支架三维实体模型.利用计算机流体力学方法,借助于有限元软件ANSYS12.1对支架植入椎开口前后进行数值模拟研究.提取和分析了支架植入椎开口前后血管内的流线、壁面切应力和压力等血流动力学参数.结果表明支架植入后,椎开口内的血流速度减弱,壁面切应力减小,其中以闭环支架和放置不超过锁骨下动脉的流速和壁面剪切力减少最多.本文摸索出来的方法具有较强的通用性,可以用于建立类似的血管甚至其他组织的个性化有限元模型.依据医学扫描图像建立的个性化模型在几何形状上更接近真实情况,为真实反映血液流动情形(特别是局部流动特性)打下了一个坚实的基础.本文的主要创新点如下:对不同支架对椎开口狭窄的血液动力学参数的影响进行了数值模拟计算研究,综合考虑血流速度减小、动脉壁WSS减小情况,发现闭环支架和放置不超过锁骨下动脉具有较优的性能,这可以为支架的结构设计和临床运用提供一些理论指导意义.