【摘要】：顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的支架介入療法會(huì)影響動(dòng)脈瘤腔內(nèi)的血流動(dòng)力學(xué)效果,支架療法的發(fā)展也促進(jìn)了新型顱內(nèi)動(dòng)脈瘤支架的研發(fā),不同結(jié)構(gòu)形狀支架的流阻是影響血液流動(dòng)情況的因素之一。本文設(shè)計(jì)了三種不同結(jié)構(gòu)類型的低孔隙率支架,并對(duì)各支架介入治療顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的血流動(dòng)力學(xué)進(jìn)行流-固耦合數(shù)值模擬,旨在比較分析不同支架介入治療顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的血流動(dòng)力學(xué)差異。本文選取了一例顱內(nèi)動(dòng)脈瘤病患,通過CT血管造影數(shù)據(jù),結(jié)合醫(yī)學(xué)影像技術(shù)和逆向工程技術(shù),重建了個(gè)體化顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的三維模型,利用ANSYS CFX 15.0對(duì)其進(jìn)行流-固耦合數(shù)值模擬計(jì)算,分析了各項(xiàng)血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)在一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)的變化情況。針對(duì)該個(gè)體化動(dòng)脈瘤模型,設(shè)計(jì)了三種網(wǎng)絲截面尺寸相同、通透率近似相等、結(jié)構(gòu)形狀不同的支架,將這三種支架植入個(gè)體化顱內(nèi)動(dòng)脈瘤模型,對(duì)支架植入前后所引起的血流動(dòng)力學(xué)變化進(jìn)行了對(duì)比分析。計(jì)算結(jié)果顯示,在一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi),動(dòng)脈瘤瘤頸下游部位受到的血流沖擊最大,瘤腔內(nèi)部由于血液的高速流動(dòng)產(chǎn)生了明顯的渦流現(xiàn)象,高壁面切應(yīng)力和壁面壓力區(qū)域也集中于瘤頸部位,瘤腔內(nèi)的壁面切應(yīng)力相對(duì)較小,動(dòng)脈瘤的最大變形區(qū)域位于瘤頂。隨著動(dòng)脈瘤彈性模量的逐漸增大,壁面變形量呈明顯減小趨勢(shì),對(duì)血流速度和壁面切應(yīng)力影響較小。支架植入后,整體流動(dòng)情況得到了明顯的改善,周期型支架最大程度地削弱了瘤頸和瘤腔內(nèi)的血流速度,螺旋型支架的植入使動(dòng)脈瘤瘤頸部位的高壁面切應(yīng)力完全消失,改善效果最佳。瘤腔內(nèi)的壁面壓力和壁面變形均有不同程度的減小,其中周期型支架介入治療的效果最佳。本文結(jié)合快速成型技術(shù),構(gòu)建了全透明三維顱內(nèi)動(dòng)脈瘤硅膠模型,并制作了三種支架的實(shí)物模型,運(yùn)用粒子圖像測(cè)速技術(shù)對(duì)支架置入動(dòng)脈瘤硅膠模型前后的流動(dòng)情況進(jìn)行了精準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量,實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了數(shù)值計(jì)算方法的適用性與準(zhǔn)確性。本文的研究結(jié)論可以為臨床準(zhǔn)確預(yù)測(cè)動(dòng)脈瘤的破裂風(fēng)險(xiǎn)和支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化提供一定的參考。
【學(xué)位授予單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：R743
【圖文】：

血管造影檢查發(fā)現(xiàn)大腦前交通動(dòng)脈瘤。2.3.2 顱內(nèi)動(dòng)脈瘤模型的重建采用美國(guó)通用公司 GE64 排螺旋 CT 掃描機(jī)，采用高壓團(tuán)注對(duì)患者注入造影劑，注射液選擇歐乃派克（碘海醇），濃度為 350mg/ml，折射流率為 3.5ml/s，總劑量為 75ml。CT 掃描參數(shù)是掃描范圍為顱頂至枕骨大孔，層厚 5.00mm，層間距 5.00mm，重建采用 0.625mm 層厚，管電壓 120~140kV，管電流 300~400mAs，螺距 1.35，F(xiàn)OV 25cm×25cm~35cm×35cm，共得到 400 張 CT 圖像，圖像以DICOM 3.0 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)存。將 Dicom 格式的原始圖像導(dǎo)入醫(yī)學(xué)影像軟件 Mimics 16.0，如圖 2-2 所示。通過閾值分割的方法，剪切掉外周動(dòng)脈的細(xì)小分支和周圍組織，保留動(dòng)脈瘤段及適當(dāng)長(zhǎng)度的上下段載瘤動(dòng)脈，以 STL 文件格式導(dǎo)出，如圖 2-3 所示；將提取的STL 文件導(dǎo)入逆向工程軟件 Geomagic Studio 12.0 中，對(duì)模型進(jìn)行修補(bǔ)和光順處理。

血管造影檢查發(fā)現(xiàn)大腦前交通動(dòng)脈瘤。2.3.2 顱內(nèi)動(dòng)脈瘤模型的重建采用美國(guó)通用公司 GE64 排螺旋 CT 掃描機(jī)，采用高壓團(tuán)注對(duì)患者注入造影劑，注射液選擇歐乃派克（碘海醇），濃度為 350mg/ml，折射流率為 3.5ml/s，總劑量為 75ml。CT 掃描參數(shù)是掃描范圍為顱頂至枕骨大孔，層厚 5.00mm，層間距 5.00mm，重建采用 0.625mm 層厚，管電壓 120~140kV，管電流 300~400mAs，螺距 1.35，F(xiàn)OV 25cm×25cm~35cm×35cm，共得到 400 張 CT 圖像，圖像以DICOM 3.0 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)存。將 Dicom 格式的原始圖像導(dǎo)入醫(yī)學(xué)影像軟件 Mimics 16.0，如圖 2-2 所示。通過閾值分割的方法，剪切掉外周動(dòng)脈的細(xì)小分支和周圍組織，保留動(dòng)脈瘤段及適當(dāng)長(zhǎng)度的上下段載瘤動(dòng)脈，以 STL 文件格式導(dǎo)出，如圖 2-3 所示；將提取的STL 文件導(dǎo)入逆向工程軟件 Geomagic Studio 12.0 中，對(duì)模型進(jìn)行修補(bǔ)和光順處理。

圖 2-4 顱內(nèi)動(dòng)脈瘤 3D 模型后續(xù)需要向動(dòng)脈瘤模型中植入支架，為了確保支架植入后，需要對(duì)動(dòng)脈瘤模型進(jìn)行優(yōu)化。首先截取靠近瘤體兩端脈瘤瘤頸以上部位，只保留靠近瘤體的載瘤動(dòng)脈段。然后過掃略得到新的載瘤動(dòng)脈實(shí)體部分，抽取該實(shí)體的表面得到新的載瘤動(dòng)脈段與瘤體和兩端載瘤動(dòng)脈進(jìn)行縫合。最瘤模型如圖 2-5 所示。

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本文編號(hào)：2815136