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椎—基底动脉MRA、血液流动及力学特性数值研究

梁(王莹)

  脑血管疾病是严重威胁人类健康的主要疾病之一,临床研究发现,脑血管疾病的发生与脑循环系统血.流动力学参数的异常改变密切相关。随着生物医学图像处理技术的飞速发展,以及大容量、高速度、多功能电子计算机软件和数值计算理论的不断完善,结合这些技术,利用计算流体力学的方法对血液血流动力学的参数进行数值模拟,研究脑血管系统的血流动力学机理,脑血管疾病发生与发展的过程,并对结果进行处理分析。计算机数值模拟作为研究与预测相结合的一种手段,可以提供病变部位详细的数值参数及流动图像,可以从多种角度和侧面为医学研究提供目前实验方法所不能得到的可用信息。而且在进行数值计算的过程中,能够根据各种变化的条件(如改变几何形状等)进行数值模拟,探索这些条件变化因素对人体血液流动产生的具体影响。 本课题通过临床采集的MRI医学影像图像,以3.0T磁共振血管成像(Magnetic Resonance Angiography, MRA)进行三维重建,构建了一例个体化的正常椎-基底动脉的物理模型,通过快速电影相位对比磁共振成像(Fast CINE phase contrast MR imaging, Fast CINE PC MRI)方法测得血流动力学模型参数,采用国际上通用的计算机流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)的技术,依据不同心动周期来研究不同形态椎-基底动脉血流动力学的变化,建立不同形态椎-基底动脉的血流动力学理论分析模型,重点研究各种形态的椎-基底动脉血.液对的流体动力学的影响,从而为椎-基底动脉疾病的治疗和预防提供了科学依据,有利于脑血管病的早期防治。 研究中主要采用医学、力学、计算机学等多学科的交叉研究,内容包含了大量的力学科研思维及逻辑结构,应用计算流体动力学技术方法进行个体化颅内椎-基底动脉的血流动力学研究,能够得到其血流动力学的重要参数,如血液流动对血管壁的应力、剪切力以及运动轨迹等。随着进一步研究,可建立用于椎-基底动脉血流动力学仿生的脑血管分析系统,该系统可将医学图像数字化处理、CFD血流分析、三维立体重建、以及流动的可视化等方法集成在一起,形成一个方便、快捷的血流动力学仿真集成的软件环境,为医生和研究人员对脑血管疾病起因和发展的研究提供套专业而又便捷的技术方法和研究思路,并能对脑血管疾病的临床和基础的深入研究产生重大的促进作用。……   
[关键词]:椎-基底动脉;快速相位对比;磁共振血管成像;计算机流体动力学;血液动力学;数值模型
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:河北医科大学2011年