基于CFD的冠脈狹窄功能學(xué)評(píng)價(jià)研究.pdf

1、冠脈狹窄病變?cè)龃罅搜毫鲃?dòng)阻力，導(dǎo)致冠脈供血區(qū)域的心肌缺血，從而引發(fā)患者心絞痛、猝死等，因此評(píng)價(jià)研究冠脈狹窄對(duì)心肌供血能力影響有著非常重要意義。
　　本文以患者真實(shí)冠脈CT血管造影（CT Angiography，CTA）圖像為基礎(chǔ)，通過數(shù)字圖像處理建立個(gè)體化的冠脈狹窄血管模型，并應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)（Computational Fluid Dynamics，CFD）求解冠脈狹窄區(qū)域內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)控制方程組，建立冠脈狹窄血流動(dòng)力學(xué)數(shù)值

2、模型，根據(jù)血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)及其分布規(guī)律計(jì)算出無創(chuàng)的冠脈血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)（Noinvasive Fractional Flow Reserve from Coronary Computed Tomography Angiography， FFR-CT）定量評(píng)價(jià)冠脈狹窄引起心肌缺血程度指導(dǎo)臨床冠脈介入手術(shù)治療。本文研究主要包括以下幾個(gè)方面：
　?。?）采用閾值分割和面繪制方法建立個(gè)體化冠脈狹窄血管幾何模型，并通過 CFD從血流動(dòng)力學(xué)角度對(duì)三

3、種最優(yōu)閾值計(jì)算方法進(jìn)行了對(duì)比分析研究，分析得出最大類間方差法比較適用于冠脈CTA圖像的分割。
　?。?）采用CFD對(duì)剛性冠脈狹窄血管模型進(jìn)行血流動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬及功能學(xué)評(píng)價(jià)研究。在建立數(shù)值模型過程中，最優(yōu)網(wǎng)格劃分策略確定及黏性系數(shù)對(duì)數(shù)值模擬的影響等方面進(jìn)行了分析研究；其次采用有限元的有限體積算法求解冠脈狹窄區(qū)域的血液流動(dòng)控制方程（連續(xù)方程和Navier-Stokes方程），建立了血流動(dòng)力學(xué)的數(shù)值模型，根據(jù)數(shù)值結(jié)果中的血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)

4、算FFR-CT對(duì)冠脈狹窄進(jìn)行評(píng)價(jià)研究。
　?。?）建立了一種基于真實(shí)物理參數(shù)和流固耦合（Fluid Structure Interaction，F(xiàn)SI）分析方法的彈性冠脈血管數(shù)值模型，并根據(jù)血流動(dòng)力學(xué)數(shù)值對(duì)其進(jìn)行分析。首先，為建立血管的物理模型，進(jìn)行了豬的冠脈血管的離體拉伸實(shí)驗(yàn)計(jì)算擬合冠脈血管的楊氏模量E；然后，采用 FSI的分析方法進(jìn)行彈性冠脈狹窄血管的血流動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬仿真，并與剛性血管數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，分析研究冠脈彈性對(duì)