冠狀動(dòng)脈局部血流動(dòng)力學(xué)分析及對(duì)斑塊影響的可行性研究.pdf

1、背景:
　　冠狀動(dòng)脈粥樣硬化好發(fā)于具有特殊幾何構(gòu)型的血管部位,提示血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)在粥樣硬化形成和發(fā)展中起到重要作用。目前計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(computational fluid dynamics,CFD)技術(shù)已成為血管內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)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(shí)體硅膠模型,在給定的簡(jiǎn)化假設(shè)條件下進(jìn)行數(shù)值模擬?，F(xiàn)今我們可以基于個(gè)體化冠脈CTA圖像更為準(zhǔn)確、直觀地模擬個(gè)體冠狀動(dòng)脈內(nèi)的血流狀態(tài),探索冠狀動(dòng)脈粥樣硬

2、化斑塊形成機(jī)制以及預(yù)測(cè)斑塊破裂、出血和進(jìn)一步血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)。
　　目的:
　　探討以CT圖像為基礎(chǔ),應(yīng)用CFD技術(shù)構(gòu)建個(gè)體化人冠狀動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)模型的方法,對(duì)真實(shí)人體血管局部進(jìn)行血流數(shù)值模擬,探索冠狀動(dòng)脈局部具體的血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)分布情況及冠狀動(dòng)脈粥樣硬化病變形成、發(fā)展的血流動(dòng)力學(xué)機(jī)制,以及血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)對(duì)斑塊生長(zhǎng)、破裂、血栓形成等轉(zhuǎn)歸的預(yù)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(chǔ)進(jìn)行冠狀動(dòng)脈局部三維幾何建模。
　　(2)應(yīng)用CFD軟件對(duì)三維血管模型進(jìn)行面網(wǎng)格及體網(wǎng)格劃分,建立有限元模型。
　　(3)應(yīng)用有限體積法軟件對(duì)有限元模型進(jìn)行血流數(shù)值模擬,獲得血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)。
　　(4)將運(yùn)算結(jié)果導(dǎo)入ANSYS軟件進(jìn)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(guān)的血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)。
　　結(jié)果:
　　(1)獲得個(gè)體化左冠狀

4、動(dòng)脈局部血管模型及詳細(xì)的血管內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)參數(shù),將血管內(nèi)部的血液流場(chǎng)、壁面壓力(wall pressure,WP)、壁面切應(yīng)力(wall shear stress,WSS)分布以圖像形式直觀地表示出來(lái)。
　　(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(cè)出現(xiàn)高WP、WSS分布,而這些區(qū)域?qū)?cè)血管壁對(duì)應(yīng)出現(xiàn)不均勻的低WP、WSS分布。
　　(3)左冠狀動(dòng)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(jié)論:
　　(1)以CT圖像為基礎(chǔ)的三維重建技術(shù)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(dòng)脈粥樣硬化形成及發(fā)展相關(guān)。
　　(3)低壁面壓力與冠狀動(dòng)脈粥樣硬化形成及已狹窄部位斑塊進(jìn)展相關(guān)。
　　(4)低壁面切應(yīng)力與冠狀動(dòng)脈粥樣硬化生成、發(fā)展及進(jìn)一步破潰、血栓形成相關(guān)。
　　(