表面动脉-中脑动脉绕道治疗计划 基于多尺度模型的脑性缺血的治疗计划

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 脑血管外科 脑血管外科
• 计算流体动力学的流体动力学.

背景情况:

• 表面动脉-中脑动脉 (STA-MCA) 绕道在缺血患者中增强脑血流 (CBF).
• 绕道疗效受到各种维利斯圆 (CoW) 解剖学变异的影响.
• 优化STA-MCA绕道需要对患者进行特定的解剖学考虑.

研究的目的:

• 开发一个现实的血液动力学模型,以优化STA-MCA绕道规划.
• 评估不同Cow结构和外科手术技术的绕道疗效.
• 预测大脑缺血患者经历绕道术的高 perfusion 风险.

主要方法:

• 一个0D-1D几何多尺度的血液动力学模型被开发出来,整合了狭窄和大脑自我调节模型.
• 创建了9个Cow结构模型,模拟了绕道前后 (端到侧和侧到侧) 条件.
• 血液动力学特性被计算出来,以评估绕道疗效和高 perfusion 风险,并根据临床数据进行验证.

主要成果:

• 特定的Cow结构 (mRACA1,mRACA1-fRPCA1,mACoA) 在端到侧绕道时显示出高 perfusion 风险,但不是侧到侧.
• 在mACoA-mLPCoA结构中,在两种绕道技术中都表现出高的高 perfusion 风险.
• 该模型准确地预测了CBF恢复和高 perfusion 风险,预测在临床数据的5%以内.

结论:

• 开发的血液动力学模型有效模拟大脑血液动力学,并预测高 perfusion 风险.
• 侧到侧绕道适用于mRACA1,mRACA1-fRPCA1和mACoA CoW结构;端到侧绕道更适合其他结构.
• mACoA-mLPCoA结构不适合绕道,该模型为个性化手术规划提供了宝贵的见解.