人类大脑皮质血流:大规模软脑膜血管化与一维模拟Blood flow in the human cerebral cortex: Large-scale pial vascularization and 1D simulation | PLOS Computational Biology

环球医讯 / 心脑血管来源:journals.plos.org巴西 - 英语2025-09-12 00:40:52 - 阅读时长2分钟 - 628字
该研究通过构建人类大脑皮质左侧半球的完整软脑膜血管网络模型,结合一维血流动力学模拟,首次揭示了正常与高血压状态下皮层微循环的血流脉动指数、阻尼因子及压力梯度变化规律,为脑血管疾病和神经退行性病变的血流动力学机制研究提供重要参考。
皮层软脑膜血管网络模型血流动力学模拟高血压脉动指数阻尼因子脑血管疾病神经退行性疾病黏弹性耗散生物标志物
人类大脑皮质血流:大规模软脑膜血管化与一维模拟

该研究通过并行自适应约束优化算法构建了包含234,344条血管段的皮层软脑膜血管网络模型,并结合ADAN动脉网络进行全向血流动力学模拟。在正常血压条件下,皮层血管网络平均压力中位数为[具体数值],脉动指数为[具体数值];高血压状态下脉动指数显著升高至[具体数值],阻尼因子下降42%。研究发现:

  1. 血管形态学特征
  • 建立了符合解剖结构的软脑膜血管网络模型,血管密度达1.2支/mm²
  • 三个主要动脉区(ACA、MCA、PCA)分别包含75,000、103,000和55,000条血管
  • 终末血管直径中位数范围[具体数值],与穿透皮层的细动脉直径文献数据一致
  1. 血流动力学特征
  • 高血压导致脉压增加208%,平均动脉压升高[具体数值]
  • 终末血管压力梯度从正常状态的[具体数值]升至高血压状态的[具体数值]
  • PCA区域表现出最低的血压水平,提示后循环更易发生低灌注
  1. 阻尼效应分析
  • 正常状态下脉动指数阻尼因子为[具体数值]
  • 高血压使脉动指数阻尼因子降至[具体数值],但脉压阻尼因子仅下降5%
  • 远端血管脉动指数呈现与正常状态相反的递增趋势

研究证实黏弹性耗散是皮层血管网络血流动力学表征的关键要素,提出脉动指数阻尼因子可作为高血压状态的有效生物标志物。通过对比弹性与黏弹性血管壁模型发现,黏弹性模型使脉压降低40%(正常状态),证实其对血流波动的缓冲作用。该模型为探索脑血管疾病与神经退行性疾病的血流动力学关联提供了新的计算平台。

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