论文部分内容阅读
数字减影血管造影(Digital subtraction angiography,DSA)作为判断血管狭窄程度的“金标准”,在心脑血管疾病的诊断与介入手术治疗中具有十分重要的作用。然而,目前临床上只关注DSA解剖学成像的作用,而忽视了它在评价脑血流灌注以及在血流动力学模拟中的功能。为此,本研究基于颈动脉狭窄患者的DSA影像数据探讨DSA在这两个方面的应用价值。首先,在评价脑血流灌注方面,我们选取了30例颈内动脉狭窄患者的DSA动态影像数据,其中患者分为三组:两侧轻度狭窄组、一侧轻度狭窄另一侧中度狭窄组、一侧轻度狭窄另一侧重度狭窄组,每组各十人。根据DSA参数性成像的方法绘制脑组织感兴趣区域的时间-密度曲线(Time density curve,TDC),并提取相关DSA灌注特征参数。通过对比不同狭窄程度下额叶、顶叶、颞叶及枕叶这四个脑组织区域灌注特征参数的差异,定量分析DSA在评估颈动脉狭窄患者脑灌注变化方面的作用。结果表明,基于DSA影像可以测量TDC并计算多个灌注特征参数。当一侧颈内动脉重度狭窄时,双侧脑灌注出现了明显的不对称变化,尤其是额叶和顶叶区域。一些DSA灌注特征参数,包括平均通过时间(Mean transit time,MTT)、开始上升时间(Time of contrast uptake,TU)、1/2峰值时间(Time taken to half maximum value,1/2TMAX)和曲线下面积(Area under the curve,AUC),可以作为检测脑灌注不足的指标。其次,在血流动力学模拟方面,我们分别选取了轻度、中度和重度狭窄的患者各十例,根据他们的DSA影像数据构建颈动脉分叉模型共三十例。首次提出了一种基于DSA影像计算颈动脉出口处流量配比的方法,获得反映患者真实情况的出口流量分配值,并以此作为出口边界条件进行血流动力学模拟计算分析。进一步地,将此结果与零压出口边界条件下的血流动力学模拟结果进行对比,分析不同出口边界条件下颈动脉血流动力学参数的差异。结果表明,与DSA流量配比出口条件相比,在零压出口条件下,颈动脉重度狭窄患者组在狭窄部位处于高时间平均壁面剪切力(Time-averaged wall shear stress,TAWSS)和高时间平均壁面剪切力梯度(Time-averaged wall shear stress gradient,TAWSSG)值的区域范围明显较小,血流动力学参数包括TAWSS、剪切力震荡指数(oscillating shear index,OSI)和TAWSSG的偏差率也明显增大。因此,在颈动脉重度狭窄的情况下,采用常规的零压边界设置计算出的血流动力学结果可能误差较大,而采用基于患者影像分析的出口边界条件进行血流动力学模拟可以提高数值计算结果的准确性。本研究通过以上两方面证实了基于DSA提取脑血流灌注特征参数以及颈动脉出口边界条件的可行性,对定量化评价脑血流灌注以及提高血流动力学模拟结果的准确性具有一定的参考价值,有助于临床医生对颈动脉狭窄疾病进行评估与治疗。