颈动脉粥样硬化斑块的对称性特征对血流动力学环境影响的比较研究

【类型】期刊

【作者】梁竹青 贡向辉 王亚伟 张弛 谢晟 樊瑜波  

【刊名】医用生物力学

【关键词】 壁面剪切应力,颈动脉粥样硬化斑块,流动力学,比较研究

【摘要】目的发生在颈动脉窦附近的动脉粥样硬化斑块,是诱发缺血性脑卒中的关键危险因素。临床医学影像数据和血流动力学分析都显示斑块的几何特征与血栓的发生发展密切相关,已有大量工作研究斑块引起狭窄的程度对局部动脉血流动力学环境的影响,但斑块的对称性特征对血流动力学环境的影响尚未系统研究。本文旨在研究颈动脉斑块的对称性特征对斑块处血流动力学环境的影响。方法以健康人颈动脉CT影像数据为对照,从临床获取3例颈动脉窦狭窄患者CT影像数据,他们颈动脉窦附近斑块分别具有典型的轴向对称、轴向不对称横截面方向对称、轴向与横截面方向均不对称的特征,用Mimics和Geomagic软件重建三维血管模型。利用openFoam软件的snappyHexMesh模块对重建的血管模型及其内部血流区域划分多面体网格,以文献中的颈总动脉血液体积流量曲线作为入口条件,运用pimpleFoam求解器计算血管模型内的瞬态血流动力学变化。利用后处理软件paraview分析了斑块附近的血管壁面剪切应力分布、OSI分布和速度流线的分布,提取了斑块附近典型位置处的剪切应力变化曲线。结果与轴向对称、轴向不对称横截面方向对称斑块相比,在速度峰值时刻,轴向与横截面方向均不对称斑块有最高的局部切应力和最不均匀的低切应力分布;整个脉动周期内,轴向与横截面方向均不对称斑块的剪切振荡指数(OSI)分布最不均匀,并且斑块下游肩部位置壁面剪切应力变化与另外两种斑块对比存在相差。结论轴向与横截面方向均不对称斑块的壁面剪切应力分布更不均匀、可能对局部的动脉血管内皮细胞行为和功能产生不同影响,使斑块进一步发展。斑块的对称性,尤其轴向与横截面方向均不对称的特征,可以作为几何参数,为临床上斑块的发生发展诊断提供一定的指导。

【年份】2019

【作者单位】北京航空航天大学生物与医学工程学院;北京航空航天大学生物医学工程高精尖创新中心;中日友好医院放射科;

【期号】S1

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