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目的:颅内动脉瘤是严重危害人类健康的主要疾病之一,本研究应用计算机流体力学软件分别对颅内动脉瘤栓塞前后及复查结果进行三维血流数值模拟,论证此方法的科学性与实用性;分析不同形态和部位动脉瘤的血流动力学特点,探讨动脉瘤生长、破裂的机制;并对比治疗前后和复查结果,探讨动脉瘤治疗后不同转归的血流动力学原理,为动脉瘤的血管内治疗提供理论依据。
方法:基于高清晰的三维数字减影血管造影图像,用Matlab软件提取并重建动脉瘤的三维轮廓,采用FLUENT软件为核心的三维血流动力学数值模拟系统,分析不同形态和部位的颅内动脉瘤的血流分布模式,计算压力、切应力、流速等重要血流动力学参数。并对比这些参数在动脉瘤栓塞前后及复查结果的差异。
结果:不同形态和不同部位动脉瘤的血流动力学有一定的差异,但均符合流入道的血流速度、动压及壁面切应力最高,瘤顶部、轴区和B区域最低的特点;栓塞术后动脉瘤形态发生改变,血流动力学特点也随之发生改变;动脉瘤腔内和瘤壁薄弱区域的弹簧圈保护有助于残腔的稳定。
结论:1、基于个体病例的高清三维造影图像建立的动脉瘤数值模拟模型,更有针对性、更接近实际的血流动力学变化。2、动脉瘤的几何形状及其与载瘤动脉的相对位置对动脉瘤腔内的血流动力学有明显影响。3、动脉瘤流入道和流出道在瘤腔内近瘤颈侧形成空间上的双交叉,并由此形成血流动力学参数均较低的B区域。4、冲击域壁面切应力最高,使之成为动脉瘤生长的主要部位。动脉瘤顶部,轴区和所谓“B区域”的血流流速、动压和壁面切应力均最低,这种特殊血流动力学改变必然导致这些区域成为动脉瘤壁的薄弱区域而与动脉瘤的生长和破裂密切相关。5、完全栓塞后动脉瘤,被排除在载瘤动脉血流循环之外,相应部位的血流动力学参数同等水平载瘤动脉其他区域的血流动力学参数相当,动脉瘤复发的概率同该部位动脉瘤自然发生率或者更低。6、瘤壁薄弱区域受到栓塞材料保护的不全栓塞的动脉瘤,血流动力学参数重新分布并发生适应性的改变,动脉瘤形状可维持不变或呈缩小趋势。7、B区域残留的有可能是不全栓塞动脉瘤复发的危险因素。