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大脑皮质微动脉粥样硬化血液缘流及血流动力学数值模拟图像分析及意义

作　者: 姜盛强
导　师: 庄明华
学　校: 汕头大学
专　业: 神经外科学
关键词: 动脉粥样硬化数值模拟血液缘流保护性屏障
分类号: R543.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

背景:动脉粥样硬化是心脑血管病的罪魁祸首,近年动脉粥样硬化一直是国内外学者研究的热点之一。关于动脉粥样硬化的成因有多种假说,其中包括:“损伤应答假说、炎性反应假说”等。庄明华教授在多年研究中提出并证明了“血液缘流保护性屏障”假说。该假说是在研究国人儿童大脑皮质微血管构筑时发现中国儿童大脑皮质内血管内皮形态凹凸不平现象的基础之上提出的:即人类大脑皮质微血管生来就具备了凸凹不平的血管内皮这一脑血管疾病产生的形态学基础,在生理状态下,血液缘流在凸凹不平的血管内皮表面形成一种保护性屏障,使血管内皮表面形成一种“生理性光滑状态”,以维持血液的正常流动,若这一屏障因某种因素改变而破坏,则可能导致脑血管疾病。本课题是为进一步研究“血液缘流保护性屏障”在脑动脉粥样硬化中血流动力学变化情况,探讨血流动力学、血液缘流保护性屏障与大脑皮质微血管动脉粥样硬化之间的关系,以进一步完善血液缘流保护性屏障假说。研究目的:1.进一步明确血液缘流保护性屏障在脑血管疾病的发病过程中作用。2.用计算机模拟大脑皮质内动脉粥样硬化血管中的血流动力行为得到微血管内流场壁面切应力分布等全套的血流动力学参数,完善大脑皮质微血管动脉粥样硬化的发病机理。方法:1在双光子激光共聚焦显微镜下由开颅窗新西兰白兔动物模型获得病理组、治疗组、预防组及正常对照组实验测出数值模拟实验所需数据。2数值模拟:首先用gambit软件构建正常血管及狭窄血管模型,进行二维网格划分,再利用fluent软件进行血流动力学行为计算机模拟。得出速度分布、缘流厚度、缘流速度、切应力等图像及数据。结果:1.在正常血管内血流呈明显的层流,血流速度随血管的延伸稍有消减,未出现速度突变现象。在狭窄血管内因血管狭窄,在血管狭窄入口处血流速度明显增大,且血流的层流状态被破坏,在96%狭窄血管表现尤为明显。对于分叉处血管内流体的运动,分叉小管内血流运动的速度普遍比分叉主管内的血流运动的幅值低。2.在正常血管切应力的大小在1dyn/cm2以下,切应力图像在主管中呈一条直线,基本没什么波动,在分叉处出现小的波动。75%狭窄血管切应力也在1dyn/cm2以下但在未狭窄处-狭窄处出现明显的波动,在分叉处亦出现波动,并且狭窄处的切应力图像呈锯齿状。96%血、75%狭窄血管切应力也在1dyn/cm2以下,但在未狭窄处-狭窄处出现更明显的波动,波动幅度较75%狭窄血管的大,在分叉处亦出现波动,并且狭窄处的切应力图像也呈锯齿状。3.狭窄血管血液缘流厚度明显变薄。4.狭窄血管血液缘流速度明显变慢。结论:1.数值模拟计算结果与动物实验结果相符,证实了动物实验的正确性。2.数值模拟计算证实了血液缘流保护性屏障的真实存在。3.数值模拟计算得出微血管壁面切应力为低切应力,且在狭窄血管切应力及正常血管分叉部切应力有明显的震荡。为大脑皮质微血管动脉粥样硬化血液缘流保护性屏障学说,提供了血流动力学改变的依据。

全文目录

中文摘要  5-7
英文摘要  7-10
前言  10-13
材料与方法  13-23
结果  23-42
讨论  42-53
结论  53-54
展望  54-55
参考文献  55-60
综述  60-66
  参考文献  64-66
致谢  66-67
在校期间发表论文情况  67-68
本人简历  68

大脑皮质微动脉粥样硬化血液缘流及血流动力学数值模拟图像分析及意义

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