計(jì)算流體力學(xué)結(jié)合病理學(xué)對(duì)顱內(nèi)動(dòng)脈瘤生長(zhǎng)及破裂機(jī)制的研究.pdf

1、第一部分未破裂顱內(nèi)動(dòng)脈瘤血流動(dòng)力學(xué)與組織病理學(xué)分析
　　目的:利用計(jì)算流體力學(xué)研究未破裂動(dòng)脈瘤血流動(dòng)力學(xué)特征，同時(shí)行動(dòng)脈瘤標(biāo)本的組織病理學(xué)檢測(cè)，分析血流動(dòng)力學(xué)各項(xiàng)參數(shù)所對(duì)應(yīng)的動(dòng)脈瘤病理?yè)p傷過程，進(jìn)一步闡明血流動(dòng)力學(xué)和病理?yè)p傷在顱內(nèi)動(dòng)脈瘤發(fā)生和生長(zhǎng)的作用機(jī)理。
　　方法:收集8例經(jīng)開顱手術(shù)夾閉并切除動(dòng)脈瘤的未破裂顱內(nèi)動(dòng)脈瘤患者的資料，采用Mimics17.0軟件進(jìn)行重建三維實(shí)體模型，應(yīng)用Ansys14.5軟件進(jìn)行三維流固耦合模

2、擬，分析相關(guān)的力學(xué)參數(shù)(壁面剪切力(WSS)、范-米斯氏壓力、總壓力、流體流線和變形程度）特征，將這些參數(shù)的最高值、最低值所處的位置與手術(shù)得到的實(shí)體標(biāo)本對(duì)應(yīng)起來。應(yīng)用3D打印技術(shù)打印模型，使標(biāo)本得到最大程度的復(fù)原。用免疫組織化學(xué)方法檢測(cè)這些部位的動(dòng)脈瘤壁白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)、腫瘤壞死因子-a(TNF-α)、基質(zhì)金屬蛋白酶-2（MMP-2）、基質(zhì)金屬蛋白酶-9(MMP-9)、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)和內(nèi)皮型一氧化氮合酶(e

3、NOS)的表達(dá)。
　　結(jié)果:動(dòng)脈瘤壁壓力呈不均勻分布，但差別不大;WSS一般在瘤頸處最大，瘤體和瘤頂較低;范-米斯氏壓力呈現(xiàn)不均勻分布，瘤頸處相對(duì)于瘤頂處大。在WSS、范-米斯氏壓力、總壓力和變形程度最大值和最小值區(qū)域，都可見到IL-1β、TNF-α、MMP-2、MMP-9、iNOS表達(dá)，且兩者之間沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異;在高WSS區(qū)域eNOS表達(dá)明顯比低WSS區(qū)域多，兩者之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;而在范-米斯氏壓力、總壓力和變形程度最大值和最小

4、值區(qū)域，都可見eNOS表達(dá)，且兩者之間沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
　　結(jié)論:IL-1β、TNF-α、MMP-2、MMP-9、iNOS、eNOS都在顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的發(fā)生和發(fā)展中起到作用，高WSS可能通過促進(jìn)eNOS表達(dá)上調(diào)，進(jìn)而導(dǎo)致動(dòng)脈瘤發(fā)生和進(jìn)展。
　　第二部分破裂顱內(nèi)動(dòng)脈瘤血流動(dòng)力學(xué)及組織病理學(xué)分析
　　目的:利用計(jì)算流體力學(xué)研究破裂動(dòng)脈瘤血流動(dòng)力學(xué)特征，同時(shí)行動(dòng)脈瘤標(biāo)本的組織病理學(xué)檢測(cè)，分析流體力學(xué)各項(xiàng)參數(shù)所對(duì)應(yīng)的動(dòng)脈瘤病理?yè)p傷

5、過程，進(jìn)一步闡明血流動(dòng)力學(xué)和病理?yè)p傷在顱內(nèi)動(dòng)脈瘤破裂中的作用機(jī)理。
　　方法:收集10例經(jīng)開顱手術(shù)夾閉并切除動(dòng)脈瘤的破裂顱內(nèi)動(dòng)脈瘤患者的資料，采用Mimics17.0軟件進(jìn)行重建三維實(shí)體模型，應(yīng)用Ansys14.5軟件進(jìn)行三維流固耦合模擬，分析相關(guān)的力學(xué)參數(shù)（WSS、范-米斯氏壓力、總壓力、流體流線和變形程度）特征。應(yīng)用3D打印技術(shù)打印模型，使標(biāo)本得到最大程度的復(fù)原。用免疫組織化學(xué)方法檢測(cè)動(dòng)脈瘤破裂處及瘤體處的IL-1β、TNF-

6、α、MMP-2、MMP-9、iNOS和eNOS的表達(dá)。
　　結(jié)果:8例破裂處位于動(dòng)脈瘤頂處(80％)，2例位于瘤體處(20％);破裂處多位于低WSS、高壓力區(qū)域;在破裂處與瘤體處都能見到IL-1β、TNF-α、MMP-2、MMP-9、iNOS和eNOS的表達(dá)，但破裂處的IL-1β和TNF-α的表達(dá)明顯比瘤體處多，兩者有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　結(jié)論:動(dòng)脈瘤破裂處多位于低WSS及高壓力處，而與范-米斯氏壓力及壁變形程度無直接相關(guān);低W