計算流體力學結(jié)合病理學對顱內(nèi)動脈瘤生長及破裂機制的研究.pdf

1、第一部分未破裂顱內(nèi)動脈瘤血流動力學與組織病理學分析
　　目的:利用計算流體力學研究未破裂動脈瘤血流動力學特征，同時行動脈瘤標本的組織病理學檢測，分析血流動力學各項參數(shù)所對應(yīng)的動脈瘤病理損傷過程，進一步闡明血流動力學和病理損傷在顱內(nèi)動脈瘤發(fā)生和生長的作用機理。
　　方法:收集8例經(jīng)開顱手術(shù)夾閉并切除動脈瘤的未破裂顱內(nèi)動脈瘤患者的資料，采用Mimics17.0軟件進行重建三維實體模型，應(yīng)用Ansys14.5軟件進行三維流固耦合模

2、擬，分析相關(guān)的力學參數(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)得到的實體標本對應(yīng)起來。應(yīng)用3D打印技術(shù)打印模型，使標本得到最大程度的復原。用免疫組織化學方法檢測這些部位的動脈瘤壁白細胞介素-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。
　　結(jié)果:動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，且兩者之間沒有統(tǒng)計學差異;在高WSS區(qū)域eNOS表達明顯比低WSS區(qū)域多，兩者之間有統(tǒng)計學意義;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，且兩者之間沒有統(tǒng)計學差異。
　　結(jié)論:IL-1β、TNF-α、MMP-2、MMP-9、iNOS、eNOS都在顱內(nèi)動脈瘤的發(fā)生和發(fā)展中起到作用，高WSS可能通過促進eNOS表達上調(diào)，進而導致動脈瘤發(fā)生和進展。
　　第二部分破裂顱內(nèi)動脈瘤血流動力學及組織病理學分析
　　目的:利用計算流體力學研究破裂動脈瘤血流動力學特征，同時行動脈瘤標本的組織病理學檢測，分析流體力學各項參數(shù)所對應(yīng)的動脈瘤病理損傷

5、過程，進一步闡明血流動力學和病理損傷在顱內(nèi)動脈瘤破裂中的作用機理。
　　方法:收集10例經(jīng)開顱手術(shù)夾閉并切除動脈瘤的破裂顱內(nèi)動脈瘤患者的資料，采用Mimics17.0軟件進行重建三維實體模型，應(yīng)用Ansys14.5軟件進行三維流固耦合模擬，分析相關(guān)的力學參數(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，使標本得到最大程度的復原。用免疫組織化學方法檢測動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。
　　結(jié)果:8例破裂處位于動脈瘤頂處(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，但破裂處的IL-1β和TNF-α的表達明顯比瘤體處多，兩者有統(tǒng)計學意義。
　　結(jié)論:動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