颈内动脉三维影像解剖与有限元建模

颈内动脉行程伴复杂的颅底骨、血管及神经，该区域疾病危害性严重，诊断和治疗需多学科、跨专业的密切合作，临床进展缓慢，手术难度及风险大，相关研究具有重要意义。申请人拟采用对血管、神经标记后的尸体标本5-13例及本院PACS选出的正常头颈部100例的CT、MRI扫描数据，进行颈内动脉及周围结构SFOF-VR三维成像、多模态图像融合、颈内动脉有限元建模与血流仿真。明确颈内动脉各分段与颅底骨、颈内静脉、脑神经、垂体等结构的空间位置关系，测量它们的相关值；获取图像后处理的技术参数及特点，实现三维可视化；完成颈内动脉三维有限元建模，计算出颈内动脉管腔的受力、变形及流场分布，确定其与血压、颅内供血的关系。研究结果将增加并丰富颈内动脉功能解剖的内容，为相关疾病的诊断、治疗及预防提供解剖依据；提高医学图像处理的技术水平，实现局部解剖学、影像学及计算机科学相结合，为医学基础及临床研究提供新的手段。

颈内动脉行程伴复杂的颅底骨、血管及神经，该区域疾病危害性严重，诊断和治疗需多学科、跨专业的密切合作。本研究利用尸体标本、影像扫描数据进行颈内动脉及周围结构的相关局部解剖学、SFOF-VR三维成像、多模态图像融合、颈内动脉有限元建模与血流仿真等研究。明确了颈内动脉钙化分布特点、正常分叉部解剖特点、各分段与颅底骨、颈内静脉、脑神经、垂体等结构的空间位置关系，获得他们相互关系的测量值。明确基于CT容积扫描数据进行颈内动脉有限元建模的方法具有很好的可靠性、建模相对简单与模型具有个性化特点。实现颈内动脉等结构的三维可视化及血流模拟，显示颈内动脉虹吸部容易发生旋动及湍流，虹吸部的几何形态影响其程度的变化，弯曲程度越大，旋动及湍流越显著；其外弯血流速度较慢，内弯血流较快，同时血流减慢时湍流明显，对血管壁压力也较大。虹吸部血管弯曲折角处剪切力较小，折角外弯区剪切力较内弯区小，中央性狭窄较偏心性改变明显。高血压引起血流速度减慢，模拟显示血管壁剪切力、压力、变形及应力均降低。在此基础上进一步探讨了颈内动脉瘤双向流固耦合建模与仿真，明确动脉瘤瘤体血流呈漩涡样，瘤体部流速较瘤颈部慢；血流引起动脉瘤壁的形变、壁面剪切力、压力及应力以瘤颈部最大，瘤顶部最小；但压力在瘤顶部有个次高压点，可能为动脉瘤破裂的原因。