Jianxun Quan; Shuping Jiao; Zheng Ma et al. · 2025 · Physics of Fluids 37, 011901

Metadata

Authors: Jianxun Quan; Shuping Jiao; Zheng Ma; Hongxun Chen; Lefeng Qu; Jianjin Wu; Chin Dai

Tags: #atherosclerosis #continuum-mechanics #reaction-diffusion #finite-element

📄 Quick Note¶

摘要概述¶

本文基于 CT 血管造影(CTA)图像重建了患者特异性的颈动脉三维几何模型,采用流固耦合(FSI)计算方法分析颈动脉内影响斑块形成的关键血流动力学参数,如时间平均壁面剪切应力(TAWSS)和振荡剪切指数(OSI),并建立了内皮细胞形状指数与血流动力学参数之间的关联。结合动脉粥样硬化的病理过程,作者构建了一组数学模型来描述关键物质(LDL、单核细胞、泡沫细胞等)跨内皮传输及其在动脉壁内的演化,包括三孔模型描述跨内皮输运、对流-扩散-反应方程描述物质演化,从而预测斑块形成的高风险区域。结果表明颈动脉分叉附近为高风险区,与血流再循环区(低 WSS、高 OSI)一致,且模型预测的高风险区域与临床影像验证吻合良好,为临床诊断与治疗提供了有价值的指导。

关键图表¶

Figure 1: 血管腔内血流与 LDL 跨内皮运输示意图,展示低 WSS 区域物质通过细胞间隙进入动脉壁的过程。
Figure 2: 动脉壁内关键物质演化示意图,展示 LDL 氧化为 ox-LDL、单核细胞招募分化为巨噬细胞、泡沫细胞形成及 HDL 逆向胆固醇转运等过程。
Figure 3: 颈动脉计算模型与计算域(流体域 Xl、固体域 Xw、界面 Cint、外壁 Cext),用于 FSI 仿真。

与我的关联¶

该研究将患者特异性血流动力学(FSI)与生化过程建模相耦合,预测动脉粥样硬化斑块高风险区,与我关注的血管力学建模及动脉粥样硬化机制研究直接相关,其"血流动力学参数→跨内皮输运→壁内物质演化"的多尺度建模框架可作为方法学参考。