颈内动脉狭窄对大脑动脉环血流动力学影响的有限元分析

摘要

目的大脑动脉环血流变化常与颈内动脉狭窄相联系。本研究试用有限元方法来研究颈内动脉狭窄对大脑动脉环内的血流动力学影响,以此探讨动脉环内交通动脉代偿机制。方法采用MIMICS10.0软件及ANSYS14.5软件,建立了一个包括血管和血流在内的流固耦合的三维有限元模型,模拟了健康模型(颈内动脉无狭窄)及各种病理模型(颈内动脉狭窄率分别为15%、30%、45%,60%、70%、80%和90%)。通过监测前交通动脉和后交通动脉内的血流变化,掌握动脉环内血流动力学的改变。结果包括血管和血流的流固耦合有限元模型首次得以建立。随着狭窄率增加,前交通动脉与患侧后交通动脉内血流逐渐增多,狭窄率达到90%后,两条血管内血流减少;健侧后交通动脉内血流也全程逐渐增加,但量极小,基本无明显变化。结论通过以上的结果可见,随着颈内动脉狭窄程度的加重,大脑动脉环通过前交通动脉与患侧后交通动脉开放达到代偿,狭窄率达到90%后代偿失效,从机制上印证了颈内动脉狭窄与颅内缺血性病变相关。