基于4D-PCMR的主动脉夹层流固耦合分析
结题报告
批准号:
81470573
项目类别:
面上项目
资助金额:
73.0 万元
负责人:
符伟国
依托单位:
学科分类:
H0215.主动脉疾病
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
单艳、马韬、李建军、许根英、刘旭东、蒋龙
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中文摘要
主动脉夹层治疗前后可出现破裂、内脏动脉缺血等高致死率并发症,其原因与血流对动脉壁的相互有关。血液的主动脉相互作用的研究可用于对主动脉夹层扩张趋势及破裂风险的评估,但是目前国内缺乏对主动脉夹层流固耦合的相关研究。在前期生物力学研究和支架研发基础上,本项目拟①通过压力导管、4D-PCMRI等临床数据测量,获得主动脉夹层主要出入口的压力和血流速度等信息;②通过离体实验、管壁力学分析,建立表征主动脉壁力学性质的本构方程;③利用有限元分析软件结合计算流体力学软件,对主动脉夹层的脉动血液和血管壁的流固耦合作用进行数值模拟;④得出夹层模型中各个部位,如破裂口、真假腔中的血流速度、压力、壁面切应力、血管张力、管壁位移等信息。本研究将探索主动脉夹层进展和破裂的血流和主动脉相互作用的生物力学机制,为主动脉夹层术前扩张趋势与破裂风险评估提供理论依据,为提高主动脉夹层治疗的安全性提供科学性的实验依据和研究思路。
英文摘要
After the presentation of aortic dissection, several severe complications such as aortic rupture, visceral ischemia, retrograde type A dissection, and aneurysmal formation threaten the lives of the patient, compromising the therapeutic effect and long-term results. There is a general consensus that the significant causes of such consequences are related with hemodynamic interactions with aortic wall. The interactions often determine the progression of the disease: dilation and rupture. In order to assess such risks, we conducted our previous biomechanical and stent-graft developing research. The current study focuses on the following aspects: 1, the measurement of aortic hemodynamic data such as major entry pressure and velocity using 4D-PCMR and pressure catheter; 2, establishing the constitutive equation through the evaluation of aortic wall properties via ex vivo experiments; 3, computational simulation of the fluid structure interaction through finite element method and computational fluid dynamics software.4, the calculation of flow velocity, pressure, wall sheer stress, wall surface tension, and wall shift of the entry tear, ture lumen and false lumen. After these experiments, we hope to explore the biomechanical mechanism of aortic dissection progression and rupture, provide theoretical basis of preoperative and rupture risk evaluation, and improve the safety and validity of both medical and endovascular therapies.
腔内支架修复(TEVAR)已成为治疗胸主动脉夹层(TAD)的首选术式,假腔内血栓化是评判术后疗效的关键因素。寻找血栓化的危险因素,阐明其机制,有助于改善预后。TAD假腔形态各异,血流分布复杂多变,单纯依赖CT影像评判具有较大局限性。我们前期通过动物建模探索B型主动脉夹层的进展和血流动力学特征,结果显示夹层撕裂层次影响夹层的进展,内膜片靠近外膜较靠近内膜时夹层更易进展,破裂风险更大。解剖因素和血流动力学变化共同影响夹层的进展和稳定。同时,本研究也通过Doppler导丝测量探索了人体B型主动脉夹层及腔内治疗后血流动力学的变化特征。我们成功获取了主动脉夹层4D PC-MRI数据采集的技术路线,并对图像数据进行后处理。结果提示该数据获取和后处理技术可行、有效。针对该结果的临床诠释提示假腔在心动周期内反复呈现涡流、螺旋流等复杂的血流形式;真、假腔内流速均与近、远端破口的位置和大小有关。本研究成果完成课题预期内容,但仍有许多问题需要深入研究。总之,本课题前期研究成果可为阐明TAD及TEVAR术后假腔血栓化的机制提供新思路,从而进一步推动TEVAR 治疗的精准化。
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High Wall Stress May Predict the Formation of Stent-Graft-Induced New Entries After Thoracic Endovascular Aortic Repair
高壁应力可以预测支架移植物的形成——胸主动脉腔内修复术后诱导的新入口
DOI:10.1177/1526602818791827
发表时间:2018-10-01
期刊:JOURNAL OF ENDOVASCULAR THERAPY
影响因子:2.6
作者:Menichini, Claudia;Pirola, Selene;Xu, Xiao Yun
通讯作者:Xu, Xiao Yun
Incidence and risk factors for retrograde type A dissection and stent graft-induced new entry after thoracic endovascular aortic repair
胸主动脉腔内修复术后逆行A型夹层和覆膜支架引起的新入口的发生率和危险因素
DOI:10.1016/j.jvs.2017.08.070
发表时间:2018-04-01
期刊:JOURNAL OF VASCULAR SURGERY
影响因子:4.3
作者:Ma, Tao;Dong, Zhi Hui;Xu, Xiao Yun
通讯作者:Xu, Xiao Yun
Hemodynamic evaluation using four-dimensional flow magnetic resonance imaging for a patient with multichanneled aortic dissection.
使用四维血流磁共振成像评估多通道主动脉夹层患者的血流动力学
DOI:10.1016/j.jvscit.2017.11.005
发表时间:2018-03
期刊:Journal of vascular surgery cases and innovative techniques
影响因子:--
作者:Guo B;Pirola S;Guo D;Dong Z;Xu XY;Fu W
通讯作者:Fu W
DOI:10.16076/j.cnki.cjhd.2015.06.016
发表时间:2015
期刊:水动力学研究与进展a辑
影响因子:--
作者:阚晓昕;白一帆;马韬;王盛章;董智慧;符伟国
通讯作者:符伟国
DOI:10.1016/j.jvs.2018.06.008
发表时间:2018-12-01
期刊:JOURNAL OF VASCULAR SURGERY
影响因子:4.3
作者:Ma, Tao;Dong, Zhi Hui;Fu, Wei Guo
通讯作者:Fu, Wei Guo
YAP-Notch信号通路调控平滑肌细胞命运在主动脉夹层发病中的作用及机制研究
  • 批准号:
    82370480
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    47万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    符伟国
  • 依托单位:
主动脉夹层TEVAR术后支架出口区真假两腔力学共振的仿真分析及验证
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    符伟国
  • 依托单位:
机械力介导单核-巨噬细胞浸润和极化诱发SINE的机制研究
  • 批准号:
    81970395
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    符伟国
  • 依托单位:
4D PC-MRI血流动力学参数与主动脉夹层假腔血栓化的关系及模拟预测研究
  • 批准号:
    81770474
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    符伟国
  • 依托单位:
转angiopoietin基因骨髓间充质干细胞修复大鼠腹主动脉瘤的研究
  • 批准号:
    81270387
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    符伟国
  • 依托单位:
一种新型可降解纳米材料血管外支架的制备及抗移植静脉内皮增生的研究
  • 批准号:
    30772110
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    符伟国
  • 依托单位:
HIV-Tat蛋白转导域-超常磁纳米颗粒标记系统体内示踪移植干细胞的实验研究
  • 批准号:
    30571821
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    符伟国
  • 依托单位:
国内基金
海外基金