頸內動脈三維影像解剖與有限元建模

《頸內動脈三維影像解剖與有限元建模》是依託廈門大學，由段少銀擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：頸內動脈三維影像解剖與有限元建模
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：段少銀
• 依託單位：廈門大學

項目摘要

頸內動脈行程伴複雜的顱底骨、血管及神經，該區域疾病危害性嚴重，診斷和治療需多學科、跨專業的密切合作，臨床進展緩慢，手術難度及風險大，相關研究具有重要意義。申請人擬採用對血管、神經標記後的屍體標本5-13例及本院PACS選出的正常頭頸部100例的CT、MRI掃描數據，進行頸內動脈及周圍結構SFOF-VR三維成像、多模態圖像融合、頸內動脈有限元建模與血流仿真。明確頸內動脈各分段與顱底骨、頸內靜脈、腦神經、垂體等結構的空間位置關係，測量它們的相關值；獲取圖像後處理的技術參數及特點，實現三維可視化；完成頸內動脈三維有限元建模，計算出頸內動脈管腔的受力、變形及流場分布，確定其與血壓、顱內供血的關係。研究結果將增加並豐富頸內動脈功能解剖的內容，為相關疾病的診斷、治療及預防提供解剖依據；提高醫學圖像處理的技術水平，實現局部解剖學、影像學及計算機科學相結合，為醫學基礎及臨床研究提供新的手段。

結題摘要

頸內動脈行程伴複雜的顱底骨、血管及神經，該區域疾病危害性嚴重，診斷和治療需多學科、跨專業的密切合作。本研究利用屍體標本、影像掃描數據進行頸內動脈及周圍結構的相關局部解剖學、SFOF-VR三維成像、多模態圖像融合、頸內動脈有限元建模與血流仿真等研究。明確了頸內動脈鈣化分布特點、正常分叉部解剖特點、各分段與顱底骨、頸內靜脈、腦神經、垂體等結構的空間位置關係，獲得他們相互關係的測量值。明確基於CT容積掃描數據進行頸內動脈有限元建模的方法具有很好的可靠性、建模相對簡單與模型具有個性化特點。實現頸內動脈等結構的三維可視化及血流模擬，顯示頸內動脈虹吸部容易發生旋動及湍流，虹吸部的幾何形態影響其程度的變化，彎曲程度越大，旋動及湍流越顯著；其外彎血流速度較慢，內彎血流較快，同時血流減慢時湍流明顯，對血管壁壓力也較大。虹吸部血管彎曲折角處剪下力較小，折角外彎區剪下力較內彎區小，中央性狹窄較偏心性改變明顯。高血壓引起血流速度減慢，模擬顯示血管壁剪下力、壓力、變形及應力均降低。在此基礎上進一步探討了頸內動脈瘤雙向流固耦合建模與仿真，明確動脈瘤瘤體血流呈漩渦樣，瘤體部流速較瘤頸部慢；血流引起動脈瘤壁的形變、壁面剪下力、壓力及應力以瘤頸部最大，瘤頂部最小；但壓力在瘤頂部有個次高壓點，可能為動脈瘤破裂的原因。