脑动脉瘤血流的计算流体动力学模拟

资料来源：约瑟夫·穆斯凯特、维塔利·雷兹和克雷格·戈尔根，珀杜大学韦尔登生物医学工程学院，西拉斐特，印第安纳州

本视频的目的是描述基于患者或动物特异性血管的计算流体动态 （CFD） 模拟的最新进展。在这里，创建了基于主题的容器分割，并使用开源和商业工具的组合，在流程模型中确定了高分辨率数值解决方案。大量研究表明，血管内的血管内血液动力学条件影响动脉粥样硬化、动脉瘤和其他周围动脉疾病的发展和进展;同时，在体内很难直接测量宫内压力、壁剪切应力（WSS）和粒子停留时间（PRT）。

差价合约允许非侵入性评估此类变量。此外，CFD还用于模拟手术技术，为医生提供术后流动状况的更好预见性。磁共振成像 （MRI） 中的两种方法，即具有飞行时间 （TOF-MRA） 或对比度增强 MRA （CE-MRA） 和相位对比 （PC-MRI） 的磁共振血管造影 （MRA）， 使我们能够获得容器几何和时间解析的三维速度场分别。TOF-MRA 基于通过应用于成像体积的重复 RF 脉冲抑制来自静态组织的信号。信号来自不饱和旋转，随流动血液进入体积。CE-MRA 是一种更好的技术，用于成像具有复杂循环流的容器，因为它使用造影剂（如高岭土）来增加信号。

另外，PC-MRI 利用双极梯度生成与流体速度成正比的相移，从而提供时间解析的速度分布。虽然 PC-MRI 能够提供血流速度，但此方法的准确性受有限的时空分辨率和速度动态范围的影响。CFD 提供卓越的分辨率，并可以评估从高速喷射到在病变血管中观察到的缓慢循环涡流的速度范围。因此，即使CFD的可靠性取决于建模假设，它为高质量、全面地描述患者特定的流动场提供了可能，从而可以指导诊断和治疗。