目的:探究血管补片吻合口处假性动脉瘤产生以及转化生长因子(TGF β1)水凝胶对动脉瘤抑制作用的生物力学机理.方法:分别构建血管补片模型及假性动脉瘤模型,采用双向流固耦合方法对吻合口处血液-血管壁动力学响应问题进行数值模拟,基于术后血液速度、血管壁面剪切应力及瘤壁位移等力学参数特征进行分析,研究术后假性动脉瘤产生及抑制机理.结果:数值模拟结果显示,血液流经补片前端时,壁面剪切应力增加,在术后且已形成假性动脉瘤时,动脉瘤壁内注射TGF β1水凝胶后动脉瘤壁明显变厚,瘤内剪切应力降低,瘤壁位移减小.结论:术后吻合口前端极易形成假性动脉瘤,而在动脉瘤壁内注射TGF β1水凝胶可有效抑制假性动脉瘤的形成和发展.本文数值模拟研究为补片术后假性动脉瘤产生、发展力学机理研究提供数值依据.

目的:基于CT形态学与血流动力学参数，比较颅内镜面动脉瘤破裂组与未破裂组的形态及血流动力学特征，并分析镜面动脉瘤破裂相关风险因素。方法:回顾性收集2010年1月至2016年12月期间于南京大学医学院附属金陵医院经颅内血管造影（DSA）或手术确诊的29例镜面动脉瘤患者共29对（58个）动脉瘤，其中男6例，女23例，年龄40~83（61±11）岁。58个镜面动脉瘤按是否破裂分为破裂组（29个）和未破裂组（29个），根据镜面动脉瘤位置不同，将其分为后交通动脉瘤亚组（32个）与非后交通动脉瘤亚组（26个）。收集患者临床资料及动脉瘤形态学参数，对动脉瘤CTA影像进行计算流体力学分析，获得压力（P）、壁切应力（WSS）、壁切应力梯度（WSSG）及振荡剪切指数（OSI）等血流动力学参数；使用变异系数（CV）作为描述上述血流动力学的参数，CV处理后的指标表示为P CV、WSS CV、WSSG CV、OSI CV。比较破裂与未破裂镜面动脉瘤两组间的参数差异，采用条件logistic回归分析镜面动脉瘤破裂的相关因素。 结果:29对镜面动脉瘤中，分布在双侧后交通动脉16对（55%）、双侧大脑中动脉9对（31%）、双侧颈内动脉4对（14%）。与未破裂镜面动脉瘤组相比，破裂镜面动脉瘤组最大径、颈宽及尺寸比［ M（ Q1， Q3）］更大［4.98（3.18，6.79）mm比3.20（2.10，4.31）mm，4.19（3.46，5.95）mm比4.05（3.23，5.02）mm，1.69（0.81，2.28）比0.96（0.67，1.49）］（均 P<0.05）。在镜面动脉瘤亚组血流动力学分析中，破裂侧镜面动脉瘤WSS CV和WSSG CV均较对侧未破裂镜面动脉瘤大［1.00（0.87，1.21）比0.65（0.57，0.87），1.09（0.56，1.90）比0.57（0.50，1.13），1.52（1.34，1.80）比1.21（1.07，1.38），1.52±0.46比1.21±0.23］（均 P<0.05），而P CV均小于对侧未破裂镜面动脉瘤［0.004（0.002，0.008）比0.010（0.006，0.013），0.003（0.002，0.011）比0.009（0.002，0.066）］（均 P<0.05）。多因素logistic回归分析结果表明，WSSG CV为镜面动脉瘤破裂的独立相关因素［ OR=279.20（95% CI：1.10~71 028.28）］。 结论:动脉瘤最大径、颈宽和尺寸比是区分镜面动脉瘤破裂状态的可靠形态学参数，动脉瘤囊内高WSSG CV与镜面动脉瘤破裂状态相关。

目的:探讨门静脉通畅情况对门静脉血流动力学和门静脉血管病理生理的影响。方法:选取18只4~5 kg雄性成年新西兰白兔作为研究对象，采用随机数字表法将其分为3组：一组采用开腹后游离门静脉主干的方法，为对照(normal control，NC)组；一组采用套管将门静脉主干部分缩窄的方法，为肝外门静脉梗阻(extra-hepatic portal venous obstruction，EHPVO)组；一组采用在EHPVO模型制备14 d后将套管去除的方法，为可恢复性肝外门静脉梗阻(reversible extra-hepatic portal venous obstruction，r-EHPVO)组。所有模型于制作第14天和第28天时，测量门静脉压力、门静脉血流速度和门静脉血管直径。计算门静脉血管剪切力τ＝4Q×η/π× r3[其中η为血黏度(Pa·s)、Q为血液流速(mL/s)、 r为血管内半径(cm)]和门静脉血管周向应力T＝ΔP×r/h[其中r为血管平均半径(cm)，ΔP为管壁内外压强差(kPa)， h为壁厚(cm)]。模型制作第28天时取门静脉主干血管制作病理切片，显微镜拍照，采用Image J测量内膜和中膜厚度、内膜和中膜面积。比较三组血管剪切力、周向应力、内膜和中膜厚度、内膜/中膜面积(I/M)和内膜/内膜中膜面积之和[I/(I+M)]的差异。分析剪切力与内膜厚度、周向应力与中膜厚度的相关性。 结果:模型制作第28天时，与NC组相比，EHPVO组和r-EHPVO组的剪切力显著降低[EHPVO组比NC组为(0.392±0.041)Pa比(0.772±0.039)Pa， P<0.001；r-EHPVO组比NC组为(0.690±0.042)Pa比(0.772±0.039)Pa， P＝0.009]、周向应力显著升高[EHPVO组比NC组为(34.002±3.128)kPa比(15.706±0.867)kPa， P<0.001；r-EHPVO组比NC组为(22.329±3.350)kPa比(15.706±0.867)kPa， P＝0.002]；但与EHPVO组相比，r-EHPVO组的剪切力明显升高[(0.690±0.042)Pa比(0.392±0.041)Pa， P<0.001]、周向应力明显降低[(22.329±3.350)kPa比(34.002±3.128)kPa， P<0.001]。与模型制作第14天去除套管前相比，模型制作第28天时r-EHPVO组的剪切力显著升高[(0.690±0.042)Pa比(0.430±0.072)Pa， t＝－8.079， P<0.001]、周向应力显著降低[(22.329±3.350)kPa比(37.640±2.774)kPa， t＝7.373， P＝0.001]，但均与模型制作第14天时去除套管后差异无统计学意义[剪切力：(0.690±0.042)Pa比(0.650±0.058)Pa， t＝－1.112， P＝0.317；周向应力：(22.329±3.350)kPa比(26.988±2.139)kPa， t＝2.532， P＝0.052]。EHPVO组的内膜厚度、I/M和I/(I+M)显著高于NC组和r-EHPVO组[EHPVO组内膜厚度比NC组内膜厚度为(11.35±1.47) μm比(6.19±1.34)μm， P<0.001；EHPVO组内膜厚度比r-EHPVO组内膜厚度为(11.35±1.47) μm比(7.88±1.72)μm， P＝0.001；EHPVO组I/M比NC组I/M为(0.156±0.019)比(0.100±0.020)， P<0.001；EHPVO组I/M比r-EHPVO组I/M为(0.156±0.019)比(0.117±0.011)， P＝0.002；EHPVO组I/(I+M)比NC组I/(I+M)为(0.135±0.014)比(0.091±0.016)， P<0.001；EHPVO组I/(I+M)比r-EHPVO组I/(I+M)为(0.135±0.014)比(0.105±0.009)， P＝0.002]，但NC组与r-EHPVO组的内膜厚度、I/M、I/(I+M)差异均无统计学意义[内膜厚度：(6.19±1.34)μm比(7.88±1.72)μm， P＝0.071；I/M：(0.100±0.020)比(0.117±0.011)， P＝0.104；I/(I+M)：(0.091±0.016)比(0.105±0.009)， P＝0.089]。3组之间中膜厚度差异无统计学意义[(74.15±5.31) μm比(62.97±5.65)μm比(68.46±13.79)μm， P>0.05]。剪切力与内膜厚度呈负相关( r＝－0.799， P<0.001)。周向应力与中膜厚度呈正相关( r＝0.792， P<0.001)。 结论:肝外门静脉梗阻与门静脉血流动力学及血管内膜变化密切相关，门静脉梗阻导致门静脉血流剪切力减少、周向应力增大及血管内膜增厚，重建门静脉入肝血流可逆转该状态。

目的:以三维重建结合计算流体力学的方法探讨原发性三叉神经痛（PTN）患者中是否存在血管神经关系特异性。方法:对2018年1月至2019年12月于郑州大学第二附属医院就诊的20例PTN患者（PTN组）疼痛侧和10例无症状却存在血管接触三叉神经者（对照组）的三叉神经血管接触区域行磁共振数据三维重建，并使用ANSYS 19.2软件对血流、血管壁与神经之间瞬态双向流固耦合模拟，分析比较两组间血管神经接触特点及血管壁对神经压迫情况。结果:PTN组中血管襻曲率［0.21（0.12）mm -1］及血管襻和神经间夹角［69.70（30.67）°］明显大于对照组［分别为0.13（0.07）mm -1， U=34.00， P<0.05；43.40（37.21）°， U=38.00， P<0.05］，且PTN组［（4.23±1.29）mm］较对照组［（5.54±1.85）mm， t=-2.26， P<0.05］血管襻压迫神经部位更接近神经入脑干处。PTN组中血管壁对神经产生的平均剪切应力［15 952.48（5 365.56）Pa］和平均等效应力［24 965.65（7 693.22）Pa］明显高于对照组［分别为12 501.97（6 355.26）Pa， U=53.00， P<0.05；14 992.99（9 824.08）Pa， U=32.00， P<0.05］。血管襻弯曲程度与平均剪切应力（ r=0.931， P<0.05）和等效应力（ r=0.962， P<0.05）呈正相关；受压部位神经形变与平均剪切应力（ r=0.787， P<0.05）和等效应力（ r=0.853， P<0.05）呈正相关。 结论:在PTN患者中存在异常的神经血管冲突，主要表现在血管明显屈曲、血管压迫神经根部以及血管襻平面以更大的夹角压迫神经。而这些结构的异常能导致神经受力异常。

目的:通过仿生优化设计及有限元分析提高全冠修复体的力学性能并阐明其最佳弹性模量分布。方法:构建7种具有不同类型全冠修复体的下颌第一前磨牙有限元模型，分别为氧化锆全冠（A模型）、二硅酸锂玻璃陶瓷全冠（B模型）、氧化锆-饰瓷全冠（C模型）、二硅酸锂玻璃陶瓷-饰瓷全冠（D模型）、仿人牙釉质8层结构全冠（E模型）、经遗传算法（GA）优化使全冠拉应力峰值最小的8层结构全冠（F模型）及经GA优化使水门汀黏接层剪切力峰值最小的8层结构全冠（G模型）。在全冠咬合面平行牙长轴模拟施加600 N载荷，计算并分析各模型的最大主应力，以提高全冠修复体的力学性能并阐明其最佳弹性模量分布。结果:冠部拉应力主要集中在颈缘及组织面。其中E模型表现出相对较低的拉伸应力峰值17.72 MPa，其在F模型降至16.25 MPa，在G模型为25.79 MPa；水门汀黏接层的剪切应力主要集中在靠近肩台的轴壁侧及肩台外侧边缘。其中E模型剪切应力峰值为11.81 MPa，F模型为11.79 MPa，在G模型降至6.14 MPa。结论:经GA优化以降低水门汀剪切力峰值的弹性模量分布可更好地改善全冠修复体的力学性能。

目的:通过计算流体力学分析关闭或保留动脉导管对改良Blalock-Taussig分流术后血流动力学的影响，为术前规划和术后血流动力学预测提供参考。方法:基于患者个体化肺动脉闭锁合并动脉导管未闭的三维血管模型，通过计算机辅助设计对模型进行虚拟改良Blalock-Taussig分流术，保留或关闭动脉导管。利用计算血流动力学方法分析比较术前及虚拟术后的血流参数差异。结果:保留动脉导管竞争性减少通过分流管的血流量，但肺血流量增加。通过分流管的血流与通过动脉导管的血流相互冲击，在肺动脉形成复杂湍流，具有低壁面切应力与高振荡剪切指数，可导致较高的流动能量损失。结论:行改良Blalock-Taussig术时保留动脉导管将导致肺血流过多、体循环灌注不足、增加心脏负荷及心力衰竭风险，并不能降低潜在的血栓风险。

目的:探讨大脑中动脉(middle cerebral artery, MCA)粥样硬化性狭窄处血流动力学与血管重构之间的关系。方法:前瞻性纳入2018年1月至2020年1月期间南京市第一医院神经内科收治的有症状单侧中至重度MCA狭窄患者。所有患者均进行常规MRI及MCA血管壁成像，测量MCA最狭窄处局部血管壁剪应力(wall shear stress, WSS)、跨狭窄处剪应力比值(translesional WSS ratio, WSSR)、跨狭窄处压力比值以及各项斑块参数。根据MCA狭窄处血管重构模式，将患者分为正性重构组和负性重构组，比较两组临床资料以及血管壁和血流动力学参数。应用Pearson相关分析计算血管壁参数与血流动力学参数之间的相关性。结果:共纳入40例有症状单侧MCA中至重度狭窄患者，其中16例存在正性重构，19例存在负性重构。正性重构组急性缺血性卒中患者构成比显著高于负性重构组(68.8%对21.1%； χ2＝8.069， P＝0.005)，而其他人口统计学和临床资料均差异无统计学意义。正性重构组MCA狭窄处管腔面积显著小于NR组( P＝0.004)，斑块面积( P<0.001)、标准管壁指数( P＝0.004)、WSSR( P＝0.004)和WSS( P＝0.023)显著大于或高于负性重构组。Pearson相关分析显示，狭窄处血管重构指数( r＝0.376， P＝0.026)以及斑块面积( r＝0.407， P＝0.015)均与WSSR呈显著正相关。 结论:MCA狭窄处血流动力学与血管重构模式有关，狭窄处斑块面积、WSS和WSSR增大更易引起正性重构。

主动脉缩窄是指胸主动脉降段一定程度狭窄，是儿童较常见的先天性心脏病。现有多种诊断标准均基于计算影像学上主动脉不同层面直径之间的比例关系评估主动脉缩窄，不能充分反映主动脉血流动力学状态，不利于制定最佳的个体化手术方案。心导管测压虽然可以充分反映主动脉整体血流动力变化，但是一种侵入性检查，不作为临床首选，因此临床亟需一种无创方式可视化评估患儿复杂的血流动力学变化。近年来，基于影像学资料的计算流体力学通过医工结合的方法计算血管的血流动力学指标，在成人血管性疾病中已崭露头角，有望为主动脉缩窄的诊断及治疗提供一种准确且无创的评价方法。本文将阐述基于影像的计算流体力学在主动脉缩窄无创评估中的研究进展。

目的:应用计算流体力学(CFD)方法分析不同类型未破裂颅内动脉瘤在血流导向装置(FD)治疗前后的血流动力学变化，为进一步建立未破裂动脉瘤精准治疗和预后评估方法奠定研究基础。方法:纳入空军军医大学第一附属医院神经外科自2022年1月至2022年3月收治的接受FD治疗的不同类型未破裂颅内动脉瘤患者4例，收集患者术前和术后即刻数字减影血管造影(DSA)资料，通过三维重建、有限元模拟和CFD方法测算动脉瘤形态学和血流动力学参数，包括动脉瘤颈口比(OsR)、颈比(NR)、面积比(ArR)、体积比(VoR)、壁面剪切应力(WSS)、标准化壁面剪切应力(NWSS)、血流流入量、相对流入量、动脉瘤平均流速、载瘤动脉平均流速、标准化流速、残余血流体积(RFV)以及入流集中指数(ICI)，并比较治疗前后差异。结果:6枚动脉瘤的OsR分别为0.225、0.267、0.265、0.389、1.000、1.000；NR分别为1.220、0.274、1.090、1.587、2.809、4.019；ArR分别为0.608、0.224、0.623、3.462、1.225和1.784；VoR分别为0.386、0.052、0.212、3.462、0.422和1.882。FD植入后动脉瘤WSS、NWSS、血流流入量、相对流入量、动脉瘤平均流速、载瘤动脉平均流速、标准化流速、RFV以及ICI等参数均显著降低。结论:在三维重建结合FD/弹簧圈虚拟植入的基础上，基于CFD的血流动力学分析可以获得不同类型颅内动脉瘤FD治疗前后的精准参数。

目的:探讨大脑中动脉粥样硬化性狭窄处患者血管壁剪切应力与管腔狭窄程度和斑块特征的关系。方法:回顾性分析2020年6月至2021年6月连续就诊于南京市第一医院的单侧大脑中动脉中重度狭窄患者34例。所有患者均接受常规磁共振成像和血管壁成像检查，获取斑块面积、重构模式及重构指数等斑块参数。在磁共振血管造影的基础上建立计算流体力学模型，模拟病灶附近的局部血流动力学并量化血管壁剪切应力。根据壁剪切应力中位数将患者分为高壁剪切应力组和低壁剪切应力组，比较两组患者之间临床基线资料、管腔狭窄程度及斑块特征的差异性。应用Pearson相关分析计算壁剪切应力与管腔狭窄程度和斑块特征之间的相关性。结果:本研究共纳入34例患者，其中高壁剪切应力组17例，低壁剪切应力组17例。高壁剪切应力组比低壁剪切应力组的血浆同型半胱氨酸水平更低［分别为（11.10±4.96）μmol/L和（16.97±6.98）μmol/L， t=-2.83， P=0.010］、管腔狭窄程度更低（分别为0.56±0.05 和0.66±0.08， t=-4.54， P<0.001）、管腔正性重构的比例更高（分别为12/17和4/17， P=0.015）。Pearson相关分析显示，管腔狭窄程度与壁剪切应力呈负相关（ r=-0.44， P=0.011），斑块面积与壁剪切应力没有相关性。 结论:大脑中动脉狭窄处壁剪切应力与管腔狭窄程度和血管重构方式有关，高壁剪切应力则斑块稳定性较差，低壁剪切应力更容易引起管腔狭窄。