基于CFD的冠脈狹窄功能學(xué)評價研究.pdf

1、冠脈狹窄病變增大了血液流動阻力，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，因此評價研究冠脈狹窄對心肌供血能力影響有著非常重要意義。
　　本文以患者真實冠脈CT血管造影（CT Angiography，CTA）圖像為基礎(chǔ)，通過數(shù)字圖像處理建立個體化的冠脈狹窄血管模型，并應(yīng)用計算流體力學(xué)技術(shù)（Computational Fluid Dynamics，CFD）求解冠脈狹窄區(qū)域內(nèi)血流動力學(xué)控制方程組，建立冠脈狹窄血流動力學(xué)數(shù)值

2、模型，根據(jù)血流動力學(xué)參數(shù)及其分布規(guī)律計算出無創(chuàng)的冠脈血流儲備分數(shù)（Noinvasive Fractional Flow Reserve from Coronary Computed Tomography Angiography， FFR-CT）定量評價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方面：
　　（1）采用閾值分割和面繪制方法建立個體化冠脈狹窄血管幾何模型，并通過 CFD從血流動力學(xué)角度對三

3、種最優(yōu)閾值計算方法進行了對比分析研究，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對剛性冠脈狹窄血管模型進行血流動力學(xué)數(shù)值模擬及功能學(xué)評價研究。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)對數(shù)值模擬的影響等方面進行了分析研究；其次采用有限元的有限體積算法求解冠脈狹窄區(qū)域的血液流動控制方程（連續(xù)方程和Navier-Stokes方程），建立了血流動力學(xué)的數(shù)值模型，根據(jù)數(shù)值結(jié)果中的血流動力學(xué)參數(shù)計

4、算FFR-CT對冠脈狹窄進行評價研究。
　　（3）建立了一種基于真實物理參數(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)血流動力學(xué)數(shù)值對其進行分析。首先，為建立血管的物理模型，進行了豬的冠脈血管的離體拉伸實驗計算擬合冠脈血管的楊氏模量E；然后，采用 FSI的分析方法進行彈性冠脈狹窄血管的血流動力學(xué)數(shù)值模擬仿真，并與剛性血管數(shù)值模擬結(jié)果進行對比，分析研究冠脈彈性對