顱內(nèi)囊性動(dòng)脈瘤虛擬壁厚和破裂風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)性研究.pdf

1、目的
　　以個(gè)體特異性動(dòng)脈瘤模型為基礎(chǔ)，探索計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬顱內(nèi)囊性動(dòng)脈瘤“虛擬壁厚”分布的方法，分析“虛擬壁厚”與動(dòng)脈瘤破裂風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)系，為未破裂動(dòng)脈瘤臨床預(yù)防和治療提供理論依據(jù)。
　　方法
　　1.以動(dòng)脈瘤患者頭顱CTA掃描獲取的DICOM圖像為基礎(chǔ)，使用VMTK血管建模工具包，在Pypepad中應(yīng)用移動(dòng)立方體提取剪切感興趣區(qū)，使用水平集法等建立動(dòng)脈瘤血管段的三維表面模型。
　　2.使用VMTK血管建模工具包

2、結(jié)合Python軟件，通過計(jì)算表面三維模型的Voronoi圖、計(jì)算中心線、重建中心線、切割Voronoi圖、修補(bǔ)Voronoi圖和重建等步驟，建立動(dòng)脈瘤形成前的原始載瘤血管三維模型。
　　3.動(dòng)脈瘤三維表面模型和重建的載瘤動(dòng)脈在Geomagic Studio中分別處理為模具和型坯，在前處理器Gambit中進(jìn)行網(wǎng)格劃分、定義邊界和計(jì)算域，使用ANSYSPOLYFLOW軟件數(shù)值模擬分析“虛擬壁厚”分布。
　　4.采用Geomag

3、ic Studio逆向建模軟件，通過一系列的切割、復(fù)制、縮放、變形、組合和測量等操作，達(dá)到連續(xù)修改某一幾何參數(shù)，建立多個(gè)局部幾何特征改變的系列三維表面模型。對各個(gè)系列的三維幾何變形模型分別進(jìn)行“虛擬壁厚”數(shù)值模擬計(jì)算，分析單個(gè)幾何參數(shù)和“虛擬壁厚”的之間的相關(guān)性，初步驗(yàn)證“虛擬壁厚”的科學(xué)性。
　　5.對80個(gè)破裂及未破裂動(dòng)脈瘤分別進(jìn)行“虛擬壁厚”數(shù)值模擬分析，評估“虛擬壁厚”和動(dòng)脈瘤破裂風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)系;并通過15名新診治動(dòng)脈瘤患

4、者對“虛擬壁厚”參數(shù)進(jìn)行初步臨床驗(yàn)證;嘗試分析“虛擬壁厚”參數(shù)和蛛網(wǎng)膜下腔出血量(Fisher分級)的相關(guān)性。
　　結(jié)果
　　1.使用VMTK血管建模工具包能順利建立動(dòng)脈瘤三維表面模型，重建后能較好顯示動(dòng)脈瘤表面的小皰等微小幾何結(jié)構(gòu)。
　　2.在VMTK血管工具包和Python軟件中，通過人機(jī)互動(dòng)的方式，計(jì)算機(jī)能自動(dòng)重建去除動(dòng)脈瘤后的載瘤血管模型。
　　3.型坯、模具在Gambit軟件中能順利劃分網(wǎng)格、定義邊界和

5、計(jì)算域，并可以通過Polyflow軟件進(jìn)行“虛擬壁厚”數(shù)值模擬。
　　4.使用逆向建模軟件的各種編輯功能，在僅改變單個(gè)幾何參數(shù)的情況下順利建立瘤高變化系列模型、瘤寬變化系列模型、瘤頸變化系列模型和體積變化系列模型。“虛擬壁厚”和單個(gè)幾何參數(shù)的變化曲線顯示兩者具有相關(guān)性。
　　5.破裂組和未破裂組的最薄“虛擬壁厚”變薄倍數(shù)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0.05)，ROC曲線下面積為0.807（95％信心區(qū)間[CI]，0.711-0.904