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背景和目的：动脉粥样硬化病变选择性累及血管的某些部位，如颈总动脉分叉处。据推测颈动脉几何特征可能是动脉粥样硬化的危险因素之一，特殊的颈动脉几何形态决定了局部血流动力方式，从而促进动脉粥样硬化的发生发展。本文第一部分研究颈动脉分叉几何特征与动脉粥样硬化的相关性，试图确定在个体间和个体内的血管变化程度，并对与动脉粥样硬化相关的几何特征进行了分析。第二部分采用计算流体力学与MRI影像结合，在真实的颈动脉血管模拟生理状况的波动血流，分析其血流动力学特点，试图说明这些特点与动脉粥样硬化的相关性。
方法：第一部分：第一节建立一种基于MRI的颈动脉数字重建方法，在此基础上进行颈动脉几何特征定量分析。第二节选择颈动脉狭窄程度低于30％的病人48例，按照年龄分成低龄组(22±5岁)和高龄组(65±8岁)。测定分叉角、颈内动脉角、血管扭曲度、血管直径和面积比，对不同性别、年龄及种族的几何特征进行比较分析。研究上述几何参数与颈动脉内膜中层厚度之间的相关性。
第二部分：从研究个体的颈部血管MRI图像中重建真实的几何模型用于CFD研究。采用经颅多普勒获取颈部血管的速度波形。对颈动脉流场方式、血管壁切应力分布、血流速度以及二次流进行了分析。
结果：第一部分：第一节：成功重建颈动脉分叉血管表面模型，并且建立了颈动脉分叉客观定量研究方法，该方法有良好的准确性和重复性。第二节：不同年龄颈动脉几何特征不同，年轻人之间变化较少而老年人之间变化程度较大；下面参数有显著差异：分叉角(46.9±4.4°和60.3±14.5°)；ICA角(21.2±6.0°和27.3±9.3°)；CCA扭曲度(0.010±0.004versus0.019±0.012)；ICA扭曲度(0.022±0.013和0.048±0.039)；ECA/CCA直径比(0.813±0.065和0.767±0.133)，ICA/CCA(0.822±0.054和0.785±0.133)；分叉流出与流入面积比(1.343±0.148和1.242±0.370)。左右两侧除颈总动脉扭曲度有较明显差异外，其他几何特征无显著差异；不同性别、种族之间几何特征有一定差异。流出面积与流入面积比、颈内动脉和颈外动脉面积与CIMT之间相关性有显著性意义。
第二部分：随着心动周期的变化，WSS在一定范围内变化，总的趋势是在颈总动脉发出分叉前膨大处出现低切应力区域，而分叉梁以及分支血管的切应力值要高，范围在(0.21～1.4Pa)之间变动。速度在分支血管并不对称，球部靠近颈内动脉的一侧有明显的血流缓慢区域。在血流流动加速以及减速期时，特别是在球部可出现明显的二次流，延伸至颈内动脉。结论：第一部分：颈动脉分叉几何特征的客观定量是研究动脉粥样硬化几何危险因素的基础，可以用于将来更大范围人群研究和纵向研究资料的定量比较研究。颈动脉解剖特征存在个体间和个体内差异，颈动脉解剖特征与颈动脉内膜中层厚度之间有一定相关性，结果支持颈动脉分叉解剖作为动脉粥样硬化的一个危险因素，其中颈动脉分叉的流出面积与流入面积比值可能有意义。
第二部分：个体化的基于影像的CFD研究能够可靠确定哪些地方血流动力学指标显著异常，分析结果显示低切应力以及血流紊乱与动脉粥样硬化的发生相关。这种数值分析方法尚处于初级阶段，不过，将有助于阐明动脉粥样硬化的血流动力假说，并有助于探讨动脉粥样硬化的治疗方法。