【摘要】：由于生產(chǎn)力的發(fā)展,人們的物質(zhì)條件更為豐富多樣,生活方式習(xí)慣的變化,以及醫(yī)療科技的進(jìn)步,心血管疾病的檢出率逐年增高,其中B型主動脈夾層是其中具有代表性的心血管疾病。B型主動脈夾層發(fā)生在降主動脈,血管內(nèi)膜被撕裂形成破口,撕裂的內(nèi)膜將正常血管一分為二,形成真腔與假腔兩個血流腔道。目前針對B型主動脈夾層的大量研究中,對主動脈夾層的長期演變機(jī)理及其對心血管病變的影響大多依賴臨床數(shù)據(jù)收集,無法進(jìn)行有效的推斷和預(yù)防。大量研究表明血流動力學(xué)與B型主動脈夾層的發(fā)生發(fā)展有著密切的聯(lián)系。利用計算機(jī)數(shù)值仿真模擬血液流體力學(xué)分析是探討血流動力學(xué)在B型主動脈夾層發(fā)生發(fā)展治療中的重要研究手段,但根據(jù)人體CT掃描圖像進(jìn)行B型主動脈夾層三維建模的難度較大。針對目前研究的B型主動脈夾層三維仿真模型種類單一、結(jié)構(gòu)簡單、無法代表真實(shí)人體血管的情況,本文基于真實(shí)的B型主動脈夾層患者CT醫(yī)學(xué)影像資料,利用醫(yī)學(xué)圖像提取軟件Mimics,采用布爾運(yùn)算的圖像差值算法,實(shí)現(xiàn)了三維模型的空腔化以及種類的多樣化,建立了正常主動脈血管模型、術(shù)前兩破口以及以三破口為代表的多破口模型、術(shù)后封堵近端破口模型以及封堵遠(yuǎn)端破口模型,共五種三維仿真模型。在研究探討了血液流場數(shù)值計算以及有限元邊界加載的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)模型理論的基礎(chǔ)上,利用流體力學(xué)有限元仿真分析軟件對建立的五種模型進(jìn)行流速流線、壁面壓強(qiáng)及壁面剪切應(yīng)力的分析。本文的研究成果如下:(1)提出了基于真實(shí)CT醫(yī)學(xué)影像資料的布爾運(yùn)算圖像差值算法的三維建模及仿真技術(shù),該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)CT醫(yī)學(xué)影像的仿真模型構(gòu)建及模型的空腔化。利用伯努利原理驗(yàn)證其有限元仿真的結(jié)果,證明了利用Mimics軟件基于真實(shí)CT醫(yī)學(xué)影像資料構(gòu)建三維模型的可行性、真實(shí)性以及有限元仿真的可靠性。(2)兩破口以及多破口的術(shù)前B型主動脈夾層有限元仿真結(jié)果表明,易在假腔的近端破口處形成紊亂的渦流,會繼續(xù)撕裂近端破口,且主動脈血管入口速度越大越容易形成紊亂的渦流。而真腔中不會出現(xiàn)紊亂的流線,血流流線平順規(guī)則。(3)兩破口與多破口的B型主動脈夾層有限元仿真分析發(fā)現(xiàn),多破口的主動脈夾層的真假腔的流速差、壁面壓強(qiáng)差較小,壁面剪切應(yīng)力分布更均勻;兩破口B型主動脈夾層真假腔的流速差、壁面壓強(qiáng)差較大,壁面力學(xué)載荷分布不均勻,假腔會持續(xù)擠壓真腔,使真腔進(jìn)一步變窄,導(dǎo)致假腔擴(kuò)大或形成新的破口,即兩破口B型主動脈夾層有向多破口B型主動脈夾層發(fā)展的趨勢。(4)針對典型的兩破口 B型主動脈夾層,分別通過有限元分析封堵近端破口以及遠(yuǎn)端破口兩種方案。結(jié)果表明應(yīng)優(yōu)先選擇封堵近端破口,封堵近端破口后假腔內(nèi)的壁面壓強(qiáng)以及壁面剪切應(yīng)力均降低,有助于使假腔隔離并血栓化,改善恢復(fù)真腔的供血功能。而封堵遠(yuǎn)端破口,雖然假腔內(nèi)無法形成血流通路,但導(dǎo)致假腔內(nèi)壓強(qiáng)增大,有擴(kuò)大假腔形成新的破口的風(fēng)險。
【圖文】：

根據(jù)撕裂方向不同，形成不同的夾層范圍，這時會出現(xiàn)兩種情況。逡逑Ｓｔａｎｆｏｒｄ大學(xué)的學(xué)者們ｔ３４％根據(jù)內(nèi)膜撕裂的不同范圍結(jié)合手術(shù)需要，將主動脈逡逑夾層分為Ａ、Ｂ兩型。如圖１．３，其中夾層朝著心臟方向撕裂，出現(xiàn)升主動脈夾層，逡逑臨床上稱為Ａ型夾層（Ｓｔａｎｆｏｒｄ邋Ａ型）。由于升主動脈與心臟相連接，一旦累及心逡逑臟可引起災(zāi)難性的致命并發(fā)癥：夾層血流破入心包引起心包填塞（心臟具有彈性的逡逑雙層外衣中間充滿血液，緊緊包裹住心臟，將使心臟無法跳動）；夾層撕裂至冠狀逡逑動脈開口大概率導(dǎo)致急性心梗（破壞給心臟供應(yīng)血液的血管，使心肌細(xì)胞缺血壞死逡逑５逡逑

Ｕ邐＾逡逑正常動脈邐夾層形成逡逑圖１－２正常主動脈與主動脈夾層逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｎｏｒｍａｌ邋ａｏｒｔｉｃ邋ａｎｄ邋ａｏｒｔｉｃ邋ｄｉｓｓｅｃｔｉｏｎ逡逑高血壓是主動脈夾層最主要的致病外因［３２］，７０％？９０％的主動脈夾層患者本逡逑身有不同程度的高血壓。而引起主動脈壁“強(qiáng)度”發(fā)生問題的內(nèi)因則有多種可能，逡逑主要包括：先天的動脈壁強(qiáng)度不足，如比較有名的馬凡氏綜合征（Ｍａｒｆａｎ邋Ｓｙｎｄｒｏｍｅ），逡逑其他疾病引起的動脈壁“勞損老化”，如動脈粥樣硬化、糖尿病等。逡逑１．４．２邋Ａ、Ｂ型主動脈夾層分類逡逑主動脈自心臟發(fā)出后［３３］，先向上到達(dá)上胸部（升主動脈段），，然后向左向下彎逡逑折貼著脊柱前緣一路向下走去（降主動脈段），沿途發(fā)出給各個臟器供應(yīng)血液的分逡逑支，最后到達(dá)下腹部兵分兩路走向雙腿，像一枚巨大的問號形狀。血流無論在主動逡逑脈沿途何處破入動脈壁后
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：R543.1;TP391.9

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2596572