《椎動脈支架再狹窄的血流動力學仿真和實驗研究》是依託北京工業大學，由喬愛科擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：椎動脈支架再狹窄的血流動力學仿真和實驗研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：喬愛科
- 依託單位：北京工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
椎動脈狹窄術後支架內再狹窄(In-Stent Restenosis, ISR)的問題不容忽視。ISR與椎動脈的局部血流動力學特徵密切相關。支架置入後造成血管空間曲率的改變以及支架端部血管形成拐點，除了形成血管壁面切應力低值區和低流速渦流區域外，申請人提出應力集中和較大壁面切應力梯度的血流動力學評價指標。此外，支架-血管直徑擴張比也引起血管形態學和血流動力學發生變化。基於此，申請人提出針對椎動脈ISR的問題進行血流動力學仿真和實驗研究的課題。利用有限元分析方法和動物實驗對椎動脈及其支架治療的血流動力學進行仿真和實驗研究，在統計分析大量臨床病例的基礎上定量化地研究ISR的血流動力學機理；對不同的支架-血管直徑擴張比和支架力學柔順性所產生的血流動力學進行數值模擬和對比研究，對管徑擴張比和支架柔順性進行最佳化設計分析，為更好地治療椎動脈狹窄以及設計新型支架提供科學依據。
結題摘要
椎動脈狹窄及其支架植入術後支架內再狹窄（ISR）的發生仍然是困擾介入醫學的一大難題。因此，預防椎動脈狹窄和探究椎動脈ISR的發生機制，是目前醫生和生物力學學者共同關心的問題。 本項目主要內容：（1）針對椎動脈幾何構型對椎動脈狹窄及ISR的血流動力學影響，構建了20餘個理想化模型，基於真實患者病例實驗數據構建了10餘例個性化模型，對椎動脈狹窄及其支架介入治療前後的生物力學問題進行了計算和實驗研究。對比不同分叉角度、直徑比、血管迂曲和支架遠端曲率模型的血流動力學參數變化，分析椎動脈幾何構型對椎動脈ISR的影響。（2）針對支架介入治療椎動脈狹窄的臨床手術規劃問題，研究了：支架突出到左鎖骨下動脈的距離、支架的不同擴張比對術後局部血流動力學的影響；具有不同連線筋的3種支架在“支架-血管-斑塊-血液”邊界耦合情況下的固體力學和血流動力學問題；支架結構對其壓握和擴張的力學性能的影響問題。（3）對斑塊內的新生血管所受應力與其自身管腔大小、曲率、所處部位及距主管腔距離的關係進行研究，對潰瘍斑塊的血流動力學進行研究，探討影響斑塊穩定性的生物力學問題。（4）選取97例患者病例作為樣本，利用人工神經網路分析的方法，探討椎動脈ISR的影響因素和術後預測問題。 主要結論：椎動脈分叉直徑比越大，椎開口狹窄越易發生。直角分叉相對較安全。支架遠端曲率大的血管更易發生ISR。支架下移距離對椎動脈流速和壁面切應力的影響不明顯。擴張比1.125的支架具有較好的血流動力學效果。從固體力學角度看，S-型連線筋具有較好的治療效果；從血流動力學角度看，L-型連線筋具有較好的治療效果。當斑塊內的新生血管距離主管腔較近、血管曲率較高、自身周長較長或者被紅細胞包圍時，血管所受的應力、應變較大，容易導致中風的發生。單一潰瘍中潰瘍下游、兩個連續潰瘍之間的位置容易使潰瘍斑塊進一步發生嚴重的破裂。S-支架在壓握狀態下的柔順性最好。支架在擴張過程中應力集中區域是支架花冠的拐彎處。利用神經網路統計分析初步認定，側別（更主要的是“優勢動脈”）、支架長度和支架擴張比與ISR有關。編制的神經網路預測算法，其預測結果令人滿意；據此設計了椎動脈ISR風險術前評測的軟體系統，供北京宣武醫院進行臨床套用。 科學意義：揭示了椎動脈狹窄和ISR的形態學和生物力學影響因素和作用規律；為椎動脈狹窄介入治療的手術規劃及支架選擇提供更科學的理論指導。
