血管壁弹性模量对颈动脉狭窄血流储备分数的影响

发布时间：2021-11-29 03:20

　　目的探索将血流储备分数（fractional flow reserve,FFR）引入颈动脉狭窄评估的可行性,并且分析血管壁弹性模量对颈动脉狭窄中血液动力学参数和FFR计算结果的影响。方法利用计算机辅助设计软件建立颈动脉分叉标准模型并获得不同狭窄率的模型。假设血管壁为线弹性材料,血液为不可压缩牛顿流体,在脉动流条件下,利用有限元分析软件进行颈动脉狭窄模型中血液流动的流固耦数值模拟,获得各种血液动力学参数,并计算相应的FFR值。结果当弹性模量固定时,随着狭窄率增加,模型中狭窄部位的FFR逐渐减小,且此时其弹性壁与刚性壁的FFR相对差异随着狭窄率的增加而增加;当狭窄率固定为70%时,随着弹性模量增加,FFR会逐渐减小。结论采用FFR对颈动脉狭窄程度进行功能性评估需要考虑血管壁弹性的影响;狭窄率越大,血管壁弹性模量对FFR的影响越大。 

【文章来源】：医用生物力学. 2020,35(04)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

狭窄率70时不同弹性模量模型WSS分布与流线图

颈动脉分为颈总动脉(common carotid artery,CCA)、颈内动脉(internal carotid artery,ICA)、颈外动脉(external carotid artery,ECA)，本文采用的标准模型是颈动脉分叉管TF-AHCB模型[10](见图1)。同时，应用Creo 4.0(PTC公司，美国)建模时，对颈内动脉内径进行不同程度缩小处理，以获得不同狭窄率的模型。使用Geomagic Studio 11.0(Geomagic公司，美国)进行布尔运算，获得有血管壁的模型，血管壁厚度取0.5 mm。随后根据研究问题建立两组模型:第1组是刚性壁模型和弹性模量为1.5 MPa的弹性壁模型，其狭窄率从0%增加到80%;第2组是狭窄率固定为70%，而血管壁弹性模量从1.1 MPa增加成为刚性壁模型[11-12]。当模型体积达到最大时，将模型颈内动脉出口处压强与颈总动脉入口处压强的比值作为FFR计算结果。1.2 网格划分

设置求解时间为2.4 s(3个心动周期)，时间步长取3 ms。对于每一个时间步，当迭代误差小于1×10-4时则认为计算结果达到收敛。利用Dell Precision 7920(双至强CPU，主频2.1 GHz,128 GB内存)工作站进行求解，单个弹性壁模型的计算时间约为8.5 h，单个刚性壁模型的求解时间约为2.1 h。取第3个心动周期的计算结果作为最终结果，并且分析当血管达到最大体积(即第3个心动周期收缩峰值时)的流速、压力、FFR、壁面剪切力(wall shear stress,WSS)等血液动力学参数。2 结果


本文编号：3525736