背景心腦動脈血管疾病已經(jīng)成為危害我國人民健康的頭號殺手。其中,由動脈粥樣硬化引發(fā)的心腦血管狹窄是造成腦卒中、心肌梗死等重大心血腦管事件的主要原因。由于臨床中對心腦血管血流動力學診斷的金標準往往是通過介入手術(shù)有創(chuàng)的對血管病變進行解剖學與血流動力學的進行測量,伴隨手術(shù)并發(fā)癥風險和有創(chuàng)診斷方法的經(jīng)濟負擔,阻礙了對高風險人群篩查心腦血管疾病的需求在臨床實際中推廣普及,嚴重制約了心腦血管疾病的早發(fā)現(xiàn),早診斷,早治療的國家戰(zhàn)略。因此,基于數(shù)字醫(yī)學圖像技術(shù)和計算流體力學建立的無創(chuàng)診斷方法,是臨床診斷的一個重要研究方向。針對無創(chuàng)心腦血管疾病血管功能評估,本論文基于個性化血管病變的數(shù)字醫(yī)學圖像重建血管解剖節(jié)結(jié)構(gòu),利用計算流體的方法對血管病變的解剖學特征進行了血流動力學分析。研究方法1.回顧性收集了 20例冠狀動脈狹窄的CTA數(shù)據(jù),建立了自動重建算法重建了三維個性化血管網(wǎng)絡(luò)模型并進行了流體力學分析。建立了 FFRCT回拉曲線指標評估連續(xù)狹窄的血流動力學特征,并基于計算結(jié)果,依據(jù)臨床手術(shù)指導進行了虛擬手術(shù)修復血管狹窄,評估手術(shù)愈后預測的研究。2.研究中回顧性收集了 8例左冠狀動脈血管狹窄的CTA數(shù)據(jù)。重建了三維血管網(wǎng)絡(luò)模型,分析血管結(jié)構(gòu)特征和血流動力學的關(guān)聯(lián)性。研究中對比了常見3D打印技術(shù)的技術(shù)細節(jié),探索了冠狀動脈尺度的3D打印技術(shù)應用的可行性。3.研究中回顧性收集了 19例頸動脈血管狹窄病例的MRA數(shù)據(jù)。重建了三維血管結(jié)構(gòu),分析了血管解剖學特征與血流動力學的相關(guān)性。研究中嘗試提出量化分析血管狹窄的功能學風險評估指標。結(jié)果1.冠狀動脈血管連續(xù)狹窄病變的功能評估及虛擬手術(shù)預后預測研究表明,無創(chuàng)FFRCT回拉曲線指導的血管功能學評估能量化分析連續(xù)血管狹窄分布的血流動力學。通過量化分析血壓分布情況聯(lián)合剪切力分布對指示血管連續(xù)狹窄的引起血壓波動,為評估連續(xù)狹窄之間的距離,血管狹窄的風險提供量化數(shù)據(jù);虛擬手術(shù)修復血管連續(xù)狹窄的血流動力學分析表明,虛擬手術(shù)對實際手術(shù)的預后有一致性較好的預測作用。2.左冠狀動脈血管狹窄的解剖學與功能學關(guān)聯(lián)性分析研究表明,血管狹窄程度對跨狹窄血壓差起決定性作用,而聯(lián)合血管彎曲度和血管主干與病變分支角度的解剖學指標對預測狹窄血管段的病變風險具有潛在的臨床診斷價值(r=-0.673,p = 0.033);研究中首次驗證了光敏樹脂選擇性固化(SLA)打印技術(shù)在構(gòu)建冠狀動脈尺度三維血管模型的可行性(r = 0.987,p0.01)。3.頸動脈血管狹窄的功能學評估探索研究探索了頸動脈功能性狹窄的診斷依據(jù),首次提出了頸動脈缺血風險評估的量化指標(血壓損失指數(shù)0.88指示缺血風險提高),為頸動脈血管功能評估提出了新的量化診斷指標。結(jié)論無創(chuàng)心腦血管機能風險評估方法是推動臨床篩查心腦血管疾病風險的重要手段。通過深入研究血管解剖結(jié)構(gòu)與血流動力學的關(guān)聯(lián)性,可以提高無創(chuàng)診斷方法的準確性、時效性。通過探討3D打印在心腦動脈血管應用的可行性,初步驗證了 3D打印在小尺度動脈血管的應用價值。
【學位單位】：南方醫(yī)科大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：R543;TP391.73
【部分圖文】：

冠狀動脈血管腔邊界的自動檢鍘Figure1-2Theautomaticlumenboundarydetectionofthecoronaryartery

Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?ｔｈｅ?ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ?ｃｏｒｏｎａｒｙ?ａｒｔｅｒｉａｌ?ｍｏｄｅｌｓ．??２．血流儲備分數(shù)測量??嚴格依據(jù)臨床ＦＦＲ測量的規(guī)程指南通過股靜脈注射腺苷誘發(fā)冠狀動脈??最大充血狀態(tài)（１４０＃ｇ／ｋｇ／ｍｉｎ）［７１］，記錄壓力導絲從狹窄下游勾速回拉到冠狀動??脈在主動脈開口過程中的連續(xù)血壓數(shù)據(jù)，并根據(jù)ＦＦＲ計算方法計算血管遠段平??局血壓與主動脈平均血壓的比值記錄最狹窄處的？？１１值［７（）］：??ｍＰｄ??ＦＦＲ?＝?——?（１－１０）??ｍＰａ??３．網(wǎng)格劃分和邊界條件??３．１有限元網(wǎng)格劃分??對三維血管模型的有限元網(wǎng)格劃分是計算流體力學數(shù)值模擬分析的關(guān)鍵一??

博士學位論文中，針對冠狀動脈結(jié)構(gòu)的不規(guī)則性和復雜性，對１例三維血管不同Ｄ２ＬＥＥ值的網(wǎng)格密度的體網(wǎng)格，進行網(wǎng)格獨立性測試。以最小冠狀動脈出口邊界血管直徑為參考值，Ｄ＝１．２１ｍｍ，�。丁ⅲ�、１０、１２、１４、１６、１８），建立密度不同的三維個性化血，得到８組密度遞増的三維個性化血管病變模型網(wǎng)格進行數(shù)結(jié)果提取相同坐標點Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）的壓力值，分析網(wǎng)格獨立性收線如圖１－５。??的值達到１６并繼續(xù)增大時，壓力值達到收斂值１１６００Ｐａ。血流以不同網(wǎng)格密度的計算結(jié)果誤差不超過１％時，網(wǎng)格獨立性測果不受網(wǎng)格劃分影響，計算結(jié)果可靠，且計算效率最高。由測，當Ｄ２ＬＥＥ值為１４時，網(wǎng)格獨立性測試收斂。??
【參考文獻】

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1 袁丁;左蕭;黃斌;周軒;胡耀;楊軼;熊飛;趙紀春;康裕建;;3D打印技術(shù)輔助復雜瘤頸腹主動脈瘤腔內(nèi)治療:附1例報道[J];中國普外基礎(chǔ)與臨床雜志;2015年01期

2 劉廣忠;李悅;李為民;;冠狀動脈多支血管病變血運重建功能性評價的新進展[J];中國介入心臟病學雜志;2013年05期

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本文編號：2889357