有限元法模拟颈动脉分支血流动力学特征

本文探讨了"颈动脉分支的血流动力学数值模拟"这一主题，主要采用有限元法进行研究。研究者基于在体测量的数据，精确构建了颈动脉分支的几何模型，确保了模拟的解剖准确性。通过运用实际的颈内动脉、颈外动脉流量波形和主颈动脉压力波形作为数值计算的边界条件，确保了模拟结果的生理真实性和临床意义。 作者关注的重点集中在颈动脉窦内部的局部血流特性，特别是二次流和壁面剪应力。研究发现，在心脏收缩和舒张期间，特别是在减速期和某些特定时刻，颈动脉窦中部外侧壁附近会出现流动分离，形成低速回流区域。这种流动分离现象是非持久的，它会导致壁面剪应力发生振荡，振荡范围在-2到6 dyn/cm²之间。这表明血流动力学状态对动脉壁的影响是动态且复杂的。 值得注意的是，颈动脉窦中部的横截面内存在持续的二次流，其速度大约是轴向速度平均值的三分之一，这一发现对于理解动脉粥样硬化等心血管疾病的发生机制具有重要意义。动脉粥样硬化通常发生在大、中动脉的弯曲和分叉处，而颈动脉分支由于其特殊的解剖位置，成为动脉粥样硬化高发地带，这对脑缺血和中风的风险有着直接影响。 作者引用了动脉粥样硬化与血流动力学之间的关系，特别是壁面剪应力和滞留时间被认为是动脉硬化风险的关键因素。然而，尽管有这些理论，关于血流动力学如何具体影响动脉粥样硬化的发展过程，仍存在争议，需要进一步的研究来澄清。 总结来说，这篇论文通过数值模拟方法，深入探究了颈动脉分支的血流动力学特性，为理解动脉粥样硬化与血管健康的关系提供了定量依据，同时也揭示了可能的治疗靶点和预防策略。