冠状动脉分叉角度对血液流体力学及斑块形成分布的影响

发布时间：2021-03-18 17:05

　　通过个体化正常人体左冠状动脉CT构建不同分叉角度的流体力学模型,应用计算流体动力学（computational fluid dynamics,CFD）的方法模拟研究不同分叉角度左冠状动脉的流体力学特性,从而探讨冠状动脉分叉角度与斑块形成分布的关系。应用有限元仿真模拟并分析不同分叉角度左冠状动脉的流动力学特性。不同分叉角度的冠状动脉在壁面压强（wall pressure,WP）、壁面剪切应力（wall shear stress,WSS）、血液流场分布均存在差异。左冠状动脉分叉模型中存在两处低剪切应力区域:分叉脊附近和分叉对侧。分叉脊附近剪切应力随分叉角度增大而逐渐减小,其范围相应的增大;分叉对侧的低剪切应力及其范围并没有相应的变化。冠状动脉分叉角度与血液流体力学及斑块形成及分布有一定的关系。 

【文章来源】：生物医学工程研究. 2018,37(03)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

不同分叉角度左冠脉模型Fig1Leftcoronaryarterymodelswithdifferentbifurcation

2．61，2．26)13136822514121．2°(3．43，3．13)(2．80，2．80)(2．71，2．54)134680240283．2壁面压强(WP)图4表示左冠脉中压强在心脏收缩末期的分布，压强沿着血流方向呈现递减趋势，但在分叉脊附近存在明显的黄色高压强区域;表2很清楚地反映了压强分布之间的规律:黄色高压区域的最高压强和其高压面积随着分叉角度增大明显扩大。图7反映出患者实际血管模型在血液流场中压强的分布，分叉脊附近出现了高压强，表3、图9精确地表现出分叉脊附近壁面压强和分叉角度呈现正相关性。图3理想模型速度分布云图(m/s)Fig3Velocityprofileofidealmodels(m/s)3．3壁面剪切应力(WSS)低剪切应力是形成斑块的最主要原因。图5展现出血液流动过程中剪切力的分布情况。血管壁面剪切受血管形状的影响，血管内的瞬态血流造成剪切力分布的不均匀性。分叉脊附近血管壁存在深蓝色的低剪切应力，图5、表2表明低剪切力最低值随角度增大逐渐降低，范围则逐渐扩大;分叉对侧的低剪切应力值及其分布跟分叉角度之间没有必然联系。其他区域(两个分支的蓝色低剪切力区域)跟分叉大小变化没有关系，其是受到血管弯曲［13］和狭窄变形［14］的影响，本研究暂不考虑。与理想模型结果相比较，由于实际血管模型几何结构的不可控性，图8患者实际模型的剪切力不存在明显的分布规律。分叉脊附近血管壁存在蓝色低剪切应力区域;以分叉角度90°为界，后四组模型低剪切应力区域面积明显大于前五组模型。而大角度的四组结果则没那么明显，表明分叉脊附近的低剪切力区域范围随着角度增大整体呈现扩大趋势。由表3和图10可知该区域的最低剪切力跟角度增长呈现负相关性;而分叉对侧低剪切力区域

缘姆植脊?律。分叉脊附近血管壁存在蓝色低剪切应力区域;以分叉角度90°为界，后四组模型低剪切应力区域面积明显大于前五组模型。而大角度的四组结果则没那么明显，表明分叉脊附近的低剪切力区域范围随着角度增大整体呈现扩大趋势。由表3和图10可知该区域的最低剪切力跟角度增长呈现负相关性;而分叉对侧低剪切力区域数值基本没有变化，维持在0．449Pa。患者模型分析结果更接近实际情况，但是由于局部结构特征，分叉对侧弯曲处弯曲半径不同，各分支半径大小，平面度，弯曲度的影响，模型之间的结果差异性较大。图4理想模型压强分布云图(Pa)Fig4WPprofileofidealizedmodels(Pa)图5理想模型壁面剪切力分布云图(Pa)Fig5WSSprofileofidealizedmodels(Pa)392

【参考文献】：
期刊论文
[1]《中国心血管病报告2015》概要[J]. 陈伟伟,高润霖,刘力生,朱曼璐,王文,王拥军,吴兆苏,李惠君,顾东风,杨跃进,郑哲,蒋立新,胡盛寿.  中国循环杂志. 2016(06)
[2]256层CTA评估左冠状动脉分叉角度及其与斑块形成的关系[J]. 王学廷,冯丽,王涛,潘为领.  医学影像学杂志. 2013(12)
[3]冠状动脉局部血流动力学参数分析及斑块预警研究[J]. 王晓曦,刘宏斌,胡小忠,张晓霞.  解放军医学院学报. 2013(06)
[4]多层螺旋CT评估冠状动脉分叉角度对动脉粥样硬化斑块形成的影响[J]. 唐笑先,原杰.  实用医学影像杂志. 2010(05)
[5]动脉粥样硬化的力学机理分析的进展[J]. 姜以岭.  北京生物医学工程. 2003(03)



本文编号：3088646