冠狀動脈局部血流動力學分析及對斑塊影響的可行性研究.pdf

1、背景:
　　冠狀動脈粥樣硬化好發(fā)于具有特殊幾何構型的血管部位,提示血流動力學參數(shù)在粥樣硬化形成和發(fā)展中起到重要作用。目前計算流體動力學(computational fluid dynamics,CFD)技術已成為血管內(nèi)血流動力學研究的重要手段。以往的CFD研究大多是基于理想血管模型和實體硅膠模型,在給定的簡化假設條件下進行數(shù)值模擬?，F(xiàn)今我們可以基于個體化冠脈CTA圖像更為準確、直觀地模擬個體冠狀動脈內(nèi)的血流狀態(tài),探索冠狀動脈粥樣硬

2、化斑塊形成機制以及預測斑塊破裂、出血和進一步血栓形成的風險。
　　目的:
　　探討以CT圖像為基礎,應用CFD技術構建個體化人冠狀動脈血流動力學模型的方法,對真實人體血管局部進行血流數(shù)值模擬,探索冠狀動脈局部具體的血流動力學參數(shù)分布情況及冠狀動脈粥樣硬化病變形成、發(fā)展的血流動力學機制,以及血流動力學參數(shù)對斑塊生長、破裂、血栓形成等轉歸的預警作用。
　　方法:
　　(1)選取兩名在解放軍總醫(yī)院就診行冠脈CTA檢查的

3、人員數(shù)據(jù),獲得DICOM格式CTA數(shù)據(jù),以CT圖像為基礎進行冠狀動脈局部三維幾何建模。
　　(2)應用CFD軟件對三維血管模型進行面網(wǎng)格及體網(wǎng)格劃分,建立有限元模型。
　　(3)應用有限體積法軟件對有限元模型進行血流數(shù)值模擬,獲得血流動力學參數(shù)。
　　(4)將運算結果導入ANSYS軟件進行后處理,得到可視化各參數(shù)分布圖像,分析與粥樣硬化形成及發(fā)展相關的血流動力學參數(shù)。
　　結果:
　　(1)獲得個體化左冠狀

4、動脈局部血管模型及詳細的血管內(nèi)血流動力學參數(shù),將血管內(nèi)部的血液流場、壁面壓力(wall pressure,WP)、壁面切應力(wall shear stress,WSS)分布以圖像形式直觀地表示出來。
　　(2)正常前降支血管內(nèi)各參數(shù)呈不規(guī)則分布,在血管彎曲分叉部位靠近管壁處血流明顯減速,血管發(fā)出分支區(qū)域管壁內(nèi)側出現(xiàn)高WP、WSS分布,而這些區(qū)域對側血管壁對應出現(xiàn)不均勻的低WP、WSS分布。
　　(3)左冠狀動脈血管狹窄段血

5、液流速加快,WP降低,WSS增高,且在狹窄鄰近區(qū)域出現(xiàn)低WSS區(qū)、較高的WP及血液湍流區(qū)域。
　　結論:
　　(1)以CT圖像為基礎的三維重建技術是建立人體血管幾何模型的有效方法。
　　(2)血流速度及方向的改變與冠狀動脈粥樣硬化形成及發(fā)展相關。
　　(3)低壁面壓力與冠狀動脈粥樣硬化形成及已狹窄部位斑塊進展相關。
　　(4)低壁面切應力與冠狀動脈粥樣硬化生成、發(fā)展及進一步破潰、血栓形成相關。
　　(