锁骨下动脉、颈总动脉和椎动脉分叉处血流动力学数值模拟

赵洪明，彭红梅，张东威，陈阳

1.内蒙古民族大学数理学院，内蒙古通辽028043；2.内蒙古民族大学附属医院神经内科，内蒙古通辽028000

前言

锁骨下动脉（左）和颈总动脉起于主动脉弓形成分叉，颈总动脉是头颈部的主要供血干道之一，走行于颈椎外侧。椎动脉发起于锁骨下动脉首段，走行于椎间孔内，也是颅内供血的主要动脉干道。由于锁骨下动脉、颈总动脉和椎动脉分叉相邻，使得颈总动脉与椎动脉起始处血流环境复杂，容易形成血细胞、脂类颗粒等堆积产生粥样斑块，进而堵塞血管，影响大脑供血，使脑卒中等缺血性脑血管疾病发病风险提高［1-2］。因此，为了有效帮助研究人员和医务人员清楚地了解锁骨下动脉、颈总动脉和椎动脉分叉处的血流状况，本文应用计算流体力学方法对锁骨下动脉、颈总动脉和椎动脉分叉处的血流动力学特性进行数值模拟，分析锁骨下动脉、颈总动脉和椎动脉分叉处发生粥样斑块病变的血流动力学原因。采用内蒙古民族大学附属医院神经内科提供的二维CT 数据，利用医学建模软件MIMICS 20.0 进行血管重建，得到便于观察的、可以缩放和切割的三维血管几何模型，并经过网格划分及边界条件设置后导入计算流体力学软件FLUENT 14.5 中进行数值模拟。观察锁骨下动脉、颈总动脉和椎动脉分叉处的血液在不同入口速度情况下的血液流场分布、血液压力分布和血管壁面切应力分布等血流动力学特性，分析锁骨下动脉、颈总动脉和椎动脉分叉处发生粥样斑块病变的血流动力学原因，对锁骨下动脉、颈总动脉和椎动脉分叉处血管堵塞引起的大脑缺血和左上肢的缺血症状的预防和临床诊治提供帮助［2］。……