背景心腦動(dòng)脈血管疾病已經(jīng)成為危害我國(guó)人民健康的頭號(hào)殺手。其中,由動(dòng)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(duì)心腦血管血流動(dòng)力學(xué)診斷的金標(biāo)準(zhǔn)往往是通過(guò)介入手術(shù)有創(chuàng)的對(duì)血管病變進(jìn)行解剖學(xué)與血流動(dòng)力學(xué)的進(jìn)行測(cè)量,伴隨手術(shù)并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)和有創(chuàng)診斷方法的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),阻礙了對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)人群篩查心腦血管疾病的需求在臨床實(shí)際中推廣普及,嚴(yán)重制約了心腦血管疾病的早發(fā)現(xiàn),早診斷,早治療的國(guó)家戰(zhàn)略。因此,基于數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像技術(shù)和計(jì)算流體力學(xué)建立的無(wú)創(chuàng)診斷方法,是臨床診斷的一個(gè)重要研究方向。針對(duì)無(wú)創(chuàng)心腦血管疾病血管功能評(píng)估,本論文基于個(gè)性化血管病變的數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像重建血管解剖節(jié)結(jié)構(gòu),利用計(jì)算流體的方法對(duì)血管病變的解剖學(xué)特征進(jìn)行了血流動(dòng)力學(xué)分析。研究方法1.回顧性收集了 20例冠狀動(dòng)脈狹窄的CTA數(shù)據(jù),建立了自動(dòng)重建算法重建了三維個(gè)性化血管網(wǎng)絡(luò)模型并進(jìn)行了流體力學(xué)分析。建立了 FFRCT回拉曲線指標(biāo)評(píng)估連續(xù)狹窄的血流動(dòng)力學(xué)特征,并基于計(jì)算結(jié)果,依據(jù)臨床手術(shù)指導(dǎo)進(jìn)行了虛擬手術(shù)修復(fù)血管狹窄,評(píng)估手術(shù)愈后預(yù)測(cè)的研究。2.研究中回顧性收集了 8例左冠狀動(dòng)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(dòng)力學(xué)的關(guān)聯(lián)性。研究中對(duì)比了常見(jiàn)3D打印技術(shù)的技術(shù)細(xì)節(jié),探索了冠狀動(dòng)脈尺度的3D打印技術(shù)應(yīng)用的可行性。3.研究中回顧性收集了 19例頸動(dòng)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(xué)特征與血流動(dòng)力學(xué)的相關(guān)性。研究中嘗試提出量化分析血管狹窄的功能學(xué)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)。結(jié)果1.冠狀動(dòng)脈血管連續(xù)狹窄病變的功能評(píng)估及虛擬手術(shù)預(yù)后預(yù)測(cè)研究表明,無(wú)創(chuàng)FFRCT回拉曲線指導(dǎo)的血管功能學(xué)評(píng)估能量化分析連續(xù)血管狹窄分布的血流動(dòng)力學(xué)。通過(guò)量化分析血壓分布情況聯(lián)合剪切力分布對(duì)指示血管連續(xù)狹窄的引起血壓波動(dòng),為評(píng)估連續(xù)狹窄之間的距離,血管狹窄的風(fēng)險(xiǎn)提供量化數(shù)據(jù);虛擬手術(shù)修復(fù)血管連續(xù)狹窄的血流動(dòng)力學(xué)分析表明,虛擬手術(shù)對(duì)實(shí)際手術(shù)的預(yù)后有一致性較好的預(yù)測(cè)作用。2.左冠狀動(dòng)脈血管狹窄的解剖學(xué)與功能學(xué)關(guān)聯(lián)性分析研究表明,血管狹窄程度對(duì)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(xué)指標(biāo)對(duì)預(yù)測(cè)狹窄血管段的病變風(fēng)險(xiǎn)具有潛在的臨床診斷價(jià)值(r=-0.673,p = 0.033);研究中首次驗(yàn)證了光敏樹(shù)脂選擇性固化(SLA)打印技術(shù)在構(gòu)建冠狀動(dòng)脈尺度三維血管模型的可行性(r = 0.987,p0.01)。3.頸動(dòng)脈血管狹窄的功能學(xué)評(píng)估探索研究探索了頸動(dòng)脈功能性狹窄的診斷依據(jù),首次提出了頸動(dòng)脈缺血風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的量化指標(biāo)(血壓損失指數(shù)0.88指示缺血風(fēng)險(xiǎn)提高),為頸動(dòng)脈血管功能評(píng)估提出了新的量化診斷指標(biāo)。結(jié)論無(wú)創(chuàng)心腦血管機(jī)能風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法是推動(dòng)臨床篩查心腦血管疾病風(fēng)險(xiǎn)的重要手段。通過(guò)深入研究血管解剖結(jié)構(gòu)與血流動(dòng)力學(xué)的關(guān)聯(lián)性,可以提高無(wú)創(chuàng)診斷方法的準(zhǔn)確性、時(shí)效性。通過(guò)探討3D打印在心腦動(dòng)脈血管應(yīng)用的可行性,初步驗(yàn)證了 3D打印在小尺度動(dòng)脈血管的應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：R543;TP391.73
【部分圖文】：

冠狀動(dòng)脈血管腔邊界的自動(dòng)檢鍘Figure1-2Theautomaticlumenboundarydetectionofthecoronaryartery

Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?ｔｈｅ?ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ?ｃｏｒｏｎａｒｙ?ａｒｔｅｒｉａｌ?ｍｏｄｅｌｓ．??２．血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)測(cè)量??嚴(yán)格依據(jù)臨床ＦＦＲ測(cè)量的規(guī)程指南通過(guò)股靜脈注射腺苷誘發(fā)冠狀動(dòng)脈??最大充血狀態(tài)（１４０＃ｇ／ｋｇ／ｍｉｎ）［７１］，記錄壓力導(dǎo)絲從狹窄下游勾速回拉到冠狀動(dòng)??脈在主動(dòng)脈開(kāi)口過(guò)程中的連續(xù)血壓數(shù)據(jù)，并根據(jù)ＦＦＲ計(jì)算方法計(jì)算血管遠(yuǎn)段平??局血壓與主動(dòng)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(duì)三維血管模型的有限元網(wǎng)格劃分是計(jì)算流體力學(xué)數(shù)值模擬分析的關(guān)鍵一??

博士學(xué)位論文中，針對(duì)冠狀動(dòng)脈結(jié)構(gòu)的不規(guī)則性和復(fù)雜性，對(duì)１例三維血管不同Ｄ２ＬＥＥ值的網(wǎng)格密度的體網(wǎng)格，進(jìn)行網(wǎng)格獨(dú)立性測(cè)試。以最小冠狀動(dòng)脈出口邊界血管直徑為參考值，Ｄ＝１．２１ｍｍ，取６、８、１０、１２、１４、１６、１８），建立密度不同的三維個(gè)性化血，得到８組密度遞増的三維個(gè)性化血管病變模型網(wǎng)格進(jìn)行數(shù)結(jié)果提取相同坐標(biāo)點(diǎn)Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）的壓力值，分析網(wǎng)格獨(dú)立性收線如圖１－５。??的值達(dá)到１６并繼續(xù)增大時(shí)，壓力值達(dá)到收斂值１１６００Ｐａ。血流以不同網(wǎng)格密度的計(jì)算結(jié)果誤差不超過(guò)１％時(shí)，網(wǎng)格獨(dú)立性測(cè)果不受網(wǎng)格劃分影響，計(jì)算結(jié)果可靠，且計(jì)算效率最高。由測(cè)，當(dāng)Ｄ２ＬＥＥ值為１４時(shí)，網(wǎng)格獨(dú)立性測(cè)試收斂。??
【參考文獻(xiàn)】

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

2 劉廣忠;李?lèi)?李為民;;冠狀動(dòng)脈多支血管病變血運(yùn)重建功能性評(píng)價(jià)的新進(jìn)展[J];中國(guó)介入心臟病學(xué)雜志;2013年05期

3 ;數(shù)字骨科學(xué):計(jì)算機(jī)輔助快速成型技術(shù)與人工關(guān)節(jié)[J];中國(guó)組織工程研究與臨床康復(fù);2010年39期

4 許竹梅,趙水平,范平;超聲測(cè)量頸動(dòng)脈內(nèi)膜中層厚度與頸動(dòng)脈斑塊的關(guān)系[J];中國(guó)動(dòng)脈硬化雜志;2000年02期

本文編號(hào)：2889357