【摘要】：顱內(nèi)動脈瘤的支架介入療法會影響動脈瘤腔內(nèi)的血流動力學(xué)效果,支架療法的發(fā)展也促進了新型顱內(nèi)動脈瘤支架的研發(fā),不同結(jié)構(gòu)形狀支架的流阻是影響血液流動情況的因素之一。本文設(shè)計了三種不同結(jié)構(gòu)類型的低孔隙率支架,并對各支架介入治療顱內(nèi)動脈瘤的血流動力學(xué)進行流-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)動脈瘤的血流動力學(xué)差異。本文選取了一例顱內(nèi)動脈瘤病患,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),重建了個體化顱內(nèi)動脈瘤的三維模型,利用ANSYS CFX 15.0對其進行流-固耦合數(shù)值模擬計算,分析了各項血流動力學(xué)指標(biāo)在一個心動周期內(nèi)的變化情況。針對該個體化動脈瘤模型,設(shè)計了三種網(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體化顱內(nèi)動脈瘤模型,對支架植入前后所引起的血流動力學(xué)變化進行了對比分析。計算結(jié)果顯示,在一個心動周期內(nèi),動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)力相對較小,動脈瘤的最大變形區(qū)域位于瘤頂。隨著動脈瘤彈性模量的逐漸增大,壁面變形量呈明顯減小趨勢,對血流速度和壁面切應(yīng)力影響較小。支架植入后,整體流動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)動脈瘤硅膠模型,并制作了三種支架的實物模型,運用粒子圖像測速技術(shù)對支架置入動脈瘤硅膠模型前后的流動情況進行了精準(zhǔn)的實驗測量,實驗結(jié)果驗證了數(shù)值計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)測動脈瘤的破裂風(fēng)險和支架結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化提供一定的參考。
【學(xué)位授予單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R743
【圖文】：

血管造影檢查發(fā)現(xiàn)大腦前交通動脈瘤。2.3.2 顱內(nèi)動脈瘤模型的重建采用美國通用公司 GE64 排螺旋 CT 掃描機，采用高壓團注對患者注入造影劑，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，剪切掉外周動脈的細(xì)小分支和周圍組織，保留動脈瘤段及適當(dāng)長度的上下段載瘤動脈，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，對模型進行修補和光順處理。

血管造影檢查發(fā)現(xiàn)大腦前交通動脈瘤。2.3.2 顱內(nèi)動脈瘤模型的重建采用美國通用公司 GE64 排螺旋 CT 掃描機，采用高壓團注對患者注入造影劑，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，剪切掉外周動脈的細(xì)小分支和周圍組織，保留動脈瘤段及適當(dāng)長度的上下段載瘤動脈，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，對模型進行修補和光順處理。

圖 2-4 顱內(nèi)動脈瘤 3D 模型后續(xù)需要向動脈瘤模型中植入支架，為了確保支架植入后，需要對動脈瘤模型進行優(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脈段。然后過掃略得到新的載瘤動脈實體部分，抽取該實體的表面得到新的載瘤動脈段與瘤體和兩端載瘤動脈進行縫合。最瘤模型如圖 2-5 所示。

【參考文獻】

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本文編號：2815136