專利名稱：測量顱內(nèi)椎-基底動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)特性方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域，是一種測量椎-基底動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)特性方法。
背景技術(shù)：
腦血管疾病是嚴(yán)重威脅人類健康的主要疾病之一，大量研究表明，腦血管疾病的發(fā)生、發(fā)展與腦循環(huán)系統(tǒng)血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)的異常改變密切相關(guān)。隨著生物醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)的飛速發(fā)展，以及大容量、高速度、多功能計(jì)算機(jī)軟件和數(shù)值計(jì)算理論的不斷完善，結(jié)合這些技術(shù)，利用計(jì)算流體力學(xué)的方法對(duì)血液血流動(dòng)力學(xué)的參數(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬，研究腦血管系統(tǒng)的血流動(dòng)力學(xué)機(jī)理，腦血管疾病發(fā)生與發(fā)展的過程，并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行處理分析。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種模擬顱內(nèi)椎-基底動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)特性方法，包括選取正常人腦血管圖像，利用核磁共振掃描技術(shù)測量得到整個(gè)腦血管圖像，在磁共振ADW 4. 2工作站中對(duì)整個(gè)腦血管圖像進(jìn)行處理，得到顱內(nèi)椎-基底動(dòng)脈血管成像。通過后處理技術(shù)精確獲取椎-基底動(dòng)脈詳細(xì)的空間幾何參數(shù)(即X，Y，Z坐標(biāo))，在左右椎動(dòng)脈中對(duì)稱選取垂直于血管截面的層面作為模型的入口邊界條件，應(yīng)用磁共振i^ast PC CINE的方法測量此處的血流速度，采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(Computer Aided Design,CAD)的方法，通過磁共振所能提供的血管詳細(xì)坐標(biāo)以及入口處的邊界條件，將數(shù)據(jù)記錄后采用UG軟件進(jìn)行圖像三維重建技術(shù)處理后，得到椎-基底動(dòng)脈的物理模型，由此計(jì)算出此模型的血流動(dòng)力學(xué)特性數(shù)據(jù)。參數(shù)設(shè)置采用0. 8s為一個(gè)完整的心動(dòng)周期。在0. 8s的周期中，選取0. Is的時(shí)間作為初始時(shí)刻，左右椎動(dòng)脈的流速經(jīng)測算得到，通過數(shù)值公式計(jì)算，得到初始時(shí)刻0. Is時(shí)血液在血管中流動(dòng)及壁面各種受力的數(shù)值結(jié)果。數(shù)值公式控制方程對(duì)于血液在椎-基底動(dòng)脈中流動(dòng)及力學(xué)特性數(shù)值研究的基本思路是首先血液在血管中流動(dòng)的控制方程組，對(duì)控制方程組進(jìn)行離散，由此獲得差分方程并討論方程的收斂性，結(jié)合血液在椎-基底動(dòng)脈中流動(dòng)的初始條件及邊界條件，繼而獲得血液在椎-基底動(dòng)脈中流動(dòng)及力學(xué)特性。為了建立血液在椎-基底動(dòng)脈中流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，首先作如下假設(shè)1)血液是均質(zhì)各向同性不可壓縮non-Newtonian流體；2)血液的流動(dòng)滿足Navier-Stokes方程；3)血管壁為剛性無滑移、不可滲透邊界；4)除匯合及分叉處，血管為等截面圓管?；谝陨系募僭O(shè)條件，血液在椎-基底動(dòng)脈中流動(dòng)過程可用下述控制方程組表示
連續(xù)性方程
權(quán)利要求
1. 一種測量顱內(nèi)椎-基底動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)特性的方法，包括選取正常人腦血管圖像，利用核磁共振掃描技術(shù)測量得到整個(gè)腦血管圖像，在磁共振ADW 4. 2工作站中對(duì)整個(gè)腦血管圖像進(jìn)行處理，得到顱內(nèi)椎-基底動(dòng)脈血管成像。通過后處理技術(shù)精確獲取椎-基底動(dòng)脈詳細(xì)的空間幾何參數(shù)(即X，Y，Z坐標(biāo))，在左右椎動(dòng)脈中對(duì)稱選取垂直于血管截面的層面作為模型的入口邊界條件，應(yīng)用磁共振i^ast PC CINE的方法測量此處的血流速度，采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(Computer Aided Design, CAD)的方法，通過磁共振所能提供的血管詳細(xì)坐標(biāo)以及入口處的邊界條件，將數(shù)據(jù)記錄后采用UG軟件進(jìn)行圖像三維重建技術(shù)處理后，得到椎-基底動(dòng)脈的物理模型，由此計(jì)算出此模型的血流動(dòng)力學(xué)特性數(shù)據(jù)。參數(shù)設(shè)置采用0. 8s為一個(gè)完整的心動(dòng)周期。在0. 8s的周期中，選取0. Is的時(shí)間作為初始時(shí)刻，左右椎動(dòng)脈的流速經(jīng)測算得到，通過數(shù)值公式計(jì)算，得到初始時(shí)刻0. Is時(shí)血液在血管中流動(dòng)及壁面各種受力的數(shù)值結(jié)果。數(shù)值公式連續(xù)性方程
全文摘要
本發(fā)明是一種顱內(nèi)椎-基底動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)分析方法。根據(jù)顱內(nèi)椎-基底動(dòng)脈血管的臨床影像圖像，建立解剖模型，本發(fā)明設(shè)計(jì)了顱內(nèi)椎-基底動(dòng)脈物理模型，并由此建立了相應(yīng)的控制方程。通過方程，可以由測得顱內(nèi)段椎-基底動(dòng)脈段的幾何參數(shù)、管腔直徑和入口處的邊界條件，求出椎-基底動(dòng)脈的入口處的血流速度，求出各血管段的血流動(dòng)力學(xué)特性參數(shù)。根據(jù)上述方法設(shè)計(jì)了由核磁共振技術(shù)和流體動(dòng)力學(xué)分析軟件組成的分析儀器。本發(fā)明對(duì)顱內(nèi)椎-基底動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)研究及臨床指導(dǎo)都有十分重要意義。
文檔編號(hào)A61B5/026GK102370475SQ20111022126
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者劉懷軍, 梁瑩 申請(qǐng)人:劉懷軍, 梁瑩