缺血性腦卒中半暗帶內(nèi)微血管血液灌注及氧輸運(yùn)的生物力學(xué)模型研究.pdf

1、腦卒中是嚴(yán)重危害人類健康和生命安全的常見(jiàn)疾病，存在著明顯三高（發(fā)病率高、致殘率高、死亡率高）現(xiàn)象。據(jù)“中國(guó)心血管病報(bào)告”(2008-2009年)統(tǒng)計(jì)我國(guó)每年新發(fā)腦卒中至少200萬(wàn)人，其中急性缺血性腦卒中占80％。半暗帶作為腦缺血后梗死中心區(qū)周圍仍可以被挽救的組織，已成為急性缺血性腦卒中治療的突破點(diǎn)。然而，目前現(xiàn)有的血液流動(dòng)成像技術(shù)，如MRI、PET、fCT、超聲多普勒等，因空間分辨率的局限性，僅能提供局部區(qū)域內(nèi)流動(dòng)的宏觀信息，無(wú)法清晰地

2、顯示微血管網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及血液流動(dòng)的微觀細(xì)節(jié)（微米量級(jí)），而這些對(duì)進(jìn)一步明確大腦微循環(huán)的機(jī)制及其在腦卒中半暗帶發(fā)展過(guò)程中的作用具有重要意義。為此，需要借助生物力學(xué)建模、數(shù)值模擬等研究手段，建立一套包括腦微血管網(wǎng)、血液灌注及氧輸運(yùn)的理論模型，探索病理生理背后的理論依據(jù)，提供參考信息，為臨床服務(wù)。
　　本文的研究?jī)?nèi)容分為四部分，第一部分以數(shù)值模擬為研究手段，基于生理病理的真實(shí)腦部微血管數(shù)據(jù)圖，通過(guò)圖像處理方法和人工優(yōu)化生成二維的局部腦微血管

3、網(wǎng)絡(luò)模型。第二部分綜合考慮血管管壁通透性、血液流變性等因素，建立基于一維定常管流的大腦微血管網(wǎng)血液動(dòng)力學(xué)模型，運(yùn)用迭代計(jì)算的數(shù)值求解方法，對(duì)模型進(jìn)行耦合求解。第三部分在上述模型的基礎(chǔ)上，考慮血管內(nèi)游離態(tài)氧的擴(kuò)散，模擬不同的病理?xiàng)l件下氧輸運(yùn)的情況。第四部分分析不同程度的血管堵塞情況下，血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)和氧濃度的分布變化。另外還針對(duì)模型的參數(shù)敏感度進(jìn)行了分析。
　　模型結(jié)果直觀顯示了局部腦微血管網(wǎng)內(nèi)的血液灌注及氧分布的微觀信息，及其在各