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血管介入术是目前治疗动脉狭窄性病变的有用方法,其安全性和有效性已大为提高。然而,支架植入术后再狭窄的发生仍然是困扰介入医学的一大难题。因此预防椎动脉狭窄及探究椎动脉支架内再狭窄的发生机制是目前医生和生物力学学者关心的问题。本研究利用有限元分析的方法,探讨椎动脉几何构型对椎开口狭窄及椎动脉支架内再狭窄影响的血流动力学因素,为规划椎动脉狭窄的支架治疗及支架选择提供更科学的理论指导。 采用Pro/E构建了基于临床数据的狭窄椎动脉理想化模型和支架模型。利用MIMICS三维重建了支架植入术后的椎动脉血流模型,包括不同分叉角度、直径比、血管迂曲和支架远端曲率的模型。通过有限元分析提取血流动力学参数,预测椎开口狭窄及椎动脉支架内再狭窄的可能性,并通过与临床医生交流验证所得结论的正确性。 由数值模拟结果可见:1)分叉角度为直角的椎动脉时间平均壁面切应力和最大壁面切应力相对较高,而时间平均壁面切应力梯度较低。2)随着椎动脉分叉直径比增大,时间平均壁面切应力及最大壁面切应力下降,而低壁面切应力面积却随之增加。3)模型C2的低壁面切应力的面积明显高于其他模型,而时间平均壁面切应力却明显低于其他模型,并且在分叉内侧出现了血流停滞区域。4)血管迂曲对椎动脉近端血流有显著影响,降低了椎动脉分流比。并且发生迂曲的椎开口处以及迂曲远端压力增大,在垂直平面迂曲的血管其迂曲远端压力相对水平平面迂曲的低。5)支架植入部位远端曲率大的血管,其血流变化快,壁面切应力有明显分界,且数值相差大。 通过对结果的对比分析,可以获得如下结论:1)椎动脉分叉角度对椎开口狭窄具有一定的影响,直角分叉相对较安全。2)锁骨下动脉直径一致的条件下,椎动脉分叉直径比越大,椎开口狭窄越易发生。然而,椎动脉承载着一定的脑部供血功能,太小的椎动脉直径将无法满足血液供应,因此最优分叉直径比有待进一步研究。3)椎动脉分叉角度与支架内再狭窄有关联。随着分叉角度增加,病变区域也会增加。模型C2也许最容易出现再狭窄。4)血管的迂曲影响椎动脉的血流,并且提高了椎开口及迂益远端的压力,容易发生病变。5)支架远端曲率对支架植入术后椎动脉血流及壁面切应力产生影响,支架远端曲率太大的血管更易发生支架内再狭窄。