顱內(nèi)壓與腦血流關系的數(shù)學模型研究.pdf

1、腦血管疾病嚴重危害人類健康，臨床研究發(fā)現(xiàn)腦血管疾病和顱內(nèi)壓（Intracranial Pressure，ICP）等生理參數(shù)的異常密切相關。顱內(nèi)壓的波動會影響腦血流量的穩(wěn)定，甚至引起腦功能障礙。腦血流自動調(diào)節(jié)功能（Autoregulation of Cerebral Blood Flow，ACBF）可以保證顱內(nèi)壓在5～13mmHg之間波動的情況下，腦血流量維持在與新陳代謝的需求相匹配的正常水平。
　　本文在對腦循環(huán)解剖結(jié)構(gòu)及前人模型

2、結(jié)論進行分析的基礎上，應用血液動力學基本理論，對顱內(nèi)壓（ICP）與腦血流（Cerebral Blood Flow，CBF）關系的數(shù)學模型進行了仿真；通過研究腦血流的自動調(diào)節(jié)機制，得出了動脈阻抗與顱內(nèi)壓的關系，并利用此關系對上述模型做了改進并進行了仿真計算。
　　本研究工作主要從以下三個方面展開：
　　1．顱內(nèi)壓與腦血流關系模型的仿真
　　對文獻中腦血流及腦脊液循環(huán)參數(shù)模型進行分析，該模型包括了主要影響ICP的生物力學參

3、數(shù)，如腦脊液動力學參數(shù)、顱內(nèi)阻力參數(shù)和腦血液動力學參數(shù)等。在模型中加入了二極管來模擬腦脊液循環(huán)的單向性，通過仿真計算得到了顱內(nèi)壓的波形圖，與實驗數(shù)據(jù)比較發(fā)現(xiàn)理論計算結(jié)果能夠反映臨床現(xiàn)象。
　　2．動脈阻抗與顱內(nèi)壓關系的研究
　　應用血液動力學的相關原理，依據(jù)腦血流自動調(diào)節(jié)機制，建立了反映殘余血流的數(shù)學模型。通過仿真計算發(fā)現(xiàn)在腦血管閉塞發(fā)生后，殘余血流量與殘余血流通道的平均半徑、平均動脈壓（Mean Arterial Bloo

4、d Pressure，MABP）、ICP、血管狹窄段的長度等多種因素有關，其中殘余血流通道的平均半徑為一個主要的影響因素。
　　對平均動脈壓和ICP、CBF和ICP、CBF和腦灌注壓（Cerebral Perfusion Pressure，CPP）的實驗數(shù)據(jù)分別進行擬合，由擬合結(jié)果推導得到動脈流阻（Resistance(arterial)，Ra）與ICP關系的函數(shù)，用此函數(shù)代替顱內(nèi)壓與腦血流關系數(shù)學模型中的常數(shù)Ra，使模型體現(xiàn)了腦