[发明专利]测量颅内椎-基底动脉血流动力学特性方法

说明书

技术领域

本发明属医疗技术领域，是一种测量椎-基底动脉血流动力学特性方法。 

背景技术

脑血管疾病是严重威胁人类健康的主要疾病之一，大量研究表明，脑血管疾病的发生、发展与脑循环系统血流动力学参数的异常改变密切相关。随着生物医学图像处理技术的飞速发展，以及大容量、高速度、多功能计算机软件和数值计算理论的不断完善，结合这些技术，利用计算流体力学的方法对血液血流动力学的参数进行数值模拟，研究脑血管系统的血流动力学机理，脑血管疾病发生与发展的过程，并对其结果进行处理分析。 

发明内容

本发明提供一种模拟颅内椎-基底动脉血流动力学特性方法，包括：选取正常人脑血管图像，利用核磁共振扫描技术测量得到整个脑血管图像，在磁共振ADW 4.2工作站中对整个脑血管图像进行处理，得到颅内椎-基底动脉血管成像。通过后处理技术精确获取椎-基底动脉详细的空间几何参数(即X，Y，Z坐标)，在左右椎动脉中对称选取垂直于血管截面的层面作为模型的入口边界条件，应用磁共振Fast PC CINE的方法测量此处的血流速度，采用计算机辅助设计(Computer Aided Design，CAD)的方法，通过磁共振所能提供的血管详细坐标以及入口处的边界条件，将数据记录后采用UG软件进行图像三维重建技术处理后，得到椎-基底动脉的物理模型，由此计算出此模型的血流动力学特性数据。 

参数设置 

采用0.8s为一个完整的心动周期。在0.8s的周期中，选取0.1s的时间作为初始时刻，左右椎动脉的流速经测算得到，通过数值公式计算，得到初始时刻0.1s时血液在血管中流动及壁面各种受力的数值结果。 

数值公式： 

控制方程 

对于血液在椎-基底动脉中流动及力学特性数值研究的基本思路是：首先血液在血管中流动的控制方程组，对控制方程组进行离散，由此获得差分方程并讨论方程的收敛性，结合血液在椎-基底动脉中流动的初始条件及边界条件，继而获得血液在椎-基底动脉中流动及力学特性。 

为了建立血液在椎-基底动脉中流动的数学模型，首先作如下假设： 

1)血液是均质各向同性不可压缩non-Newtonian流体； 

2)血液的流动满足Navier-Stokes方程； 

3)血管壁为刚性无滑移、不可渗透边界； 

4)除汇合及分叉处，血管为等截面圆管。 

基于以上的假设条件，血液在椎-基底动脉中流动过程可用下述控制方程组表示： 

连续性方程： 

∂ρ∂t+div(ρU)=0]]>

能量方程： 

∂(ρT)∂t+div(ρUT)=div(λcpgradT)]]>

动量方程：