计算流体动力学的比较与对生理刺激的反应中的跨皮多普勒超声波

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 生物医学工程 生物医学工程
• 心血管生理学心血管生理学

背景情况:

• 脑血管血液动力学对于维持大脑输液至关重要.
• 精确测量大脑血流是具有挑战性的.
• 了解对生理刺激的血液动力学反应对于大脑调节的洞察至关重要.

研究的目的:

• 为了比较从横多普勒 (TCD) 的速度波形指标与特定主题的3D计算流体动力学 (CFD) 模拟.
• 评估TCD在捕捉各种生理条件下血液动力学变化的有效性.

主要方法:

• 12名健康参与者接受了3T磁共振血管造影.
• 使用TCD测量中脑动脉速度波形.
• 使用双重超声波计算内动脉和脊椎动脉流量.
• 针对休息状态,头高和运动条件创建了特定对象的3D CFD模型.
• 速度波形指标是从TCD无声化区域的CFD模拟中提取的.

主要成果:

• 生理刺激显著改变了心肺呼吸系统的指标.
• 绝对TCD速度明显高于CFD衍生速度,并且在条件之间没有相关性.
• 与静止水平相比,缩和时间平均速度的相对变化显示了TCD和CFD之间的显著正相关性 (r=0.577-0.770,P=0.003-0.049).

结论:

• 绝对脑血流速度测量在TCD和3DCFD模拟之间有所不同.
• 大脑血液动力学参数的相对变化,如静脉和时间平均速度,在生理挑战期间可靠地与TCD和CFD相关.
• 这些发现支持使用TCD来评估脑血管研究中的相对血液动力学变化.