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《中国协和医科大学》 2007年
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颈部动脉伸长扭曲的血流动力学研究

王利军  
【摘要】: 目的:建立颈部动脉伸长扭曲的血流动力学理论分析模型,分析计算颈动脉和椎动脉伸长扭曲时的血流动力学参数变化,总结伸长扭曲动脉中血液流动的血流动力学变化规律,探讨动脉伸长扭曲和脑缺血的关系。 方法:数值模拟及流体力学实验模拟首先建立动脉扭曲的血流动力学数学模型。以颈内动脉的生理解剖参数为原型,建立了动脉扭曲的几何模型,给出了血液流动的边界条件以及计算条件,对扭曲动脉的血液流动进行了有限元数值模拟,按照相同的颈内动脉的生理解剖参数建立模拟实验系统,用硅胶管模拟动脉血管,测量在流量一定情况下不同角度的压降,分析验证数值模拟与实验模拟的结果。 临床数据测量测量了15例动脉扭曲组患者和15例对照组被检查者的颈内动脉和椎动脉的血流动力学参数。用彩色多普勒测量并纪录颈内动脉和椎动脉以及扭曲动脉扭曲前后的SPV、EDV、Vm,计算血流量,用微导管和压力传感器测量并纪录颈内动脉和椎动脉以及扭曲动脉扭曲前后的压力,用血管造影机计算扭曲动脉的直径和长度。 结果分析比较数值模拟、模拟试验和临床实测结果,分析不同角度动脉扭曲的伸长长度、压降、流速和流量的变化,解释动脉扭曲引起血流动力学改变的内在规律性, 病例回顾回顾性分析我院具有完整颈部血管造影图像的病例714例,分析动脉扭曲患者的临床情况,对72例Ⅲ级动脉扭曲患者和72例无动脉扭曲和中重度颅内外动脉狭窄患者进行了病例对照研究,对比动脉扭曲组和对照组脑缺血的发作情况。 结果:数值模拟的结果显示在不同的扭曲情况下,压降和流场等流体动力学指标有着很大的变化,特别是在弯曲部分,流速的变化较为剧烈。随着动脉扭曲角度的减小,血流的压降增大;伸长长度增加,在血管扭曲约20°与30°之间时,血流压降变化明显,在约30°扭曲时,血管压降最大。模拟实验结果显示了相同的变化曲线,二者吻合性较好。临床实测结果和数值模拟结果和实验模拟结果在相同的的变化曲线显示出相同的变化趋势,在动脉扭曲角度小于30。后压降明显增加,扭曲前流速明显加快,扭曲后血流量明显下降。 在回顾性分析的714患者中,动脉扭曲的患病率为25.1%(179/714),其中颈总动脉扭曲1.5%(11/714),颈内动脉扭曲8.3%(59/714),椎动脉扭曲15.3%(109/714)。在缺血性脑血管病患者中动脉扭曲的患病率为30.6%(158/516),颈内动脉扭曲患病率为10.1%(52/516),椎动脉扭曲患病率为19%(98/516);在颈内动脉和椎动脉扭曲患者中60岁以上者占74.4%(125/168)。动脉扭曲组脑缺血症状的发生率明显高于对照组(p<0.05)。 结论:本研究建立了颈部动脉扭曲的数学理论模型和动脉扭曲的体外模拟系统,二者经临床验证,具有可用性。动脉扭曲可以导致血管长度伸长,伸长长度与动脉扭曲角度相关,扭曲角度越小,伸长长度越大。动脉扭曲可以造成血压下降和血管内流量下降,扭曲角度小于30°后血压和流量下降明显。在一定情况下,严重的动脉扭曲可能是脑缺血发作相关因素之一。
【学位授予单位】:中国协和医科大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:R651.2

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