基于CT成像的冠狀動脈狹窄血流動力學分析

摘要：目的 基于心血管患者的冠狀動脈血管模型，通過計算和分析血管內血液流動的各個動力學參數，研究冠狀動脈狹窄對心血管疾病的影響。方法 基于心血管患者冠狀動脈造影的CT圖像，用Mimics軟件對左冠狀動脈及其主要分支進行三維重建；利用有限元方法，對冠狀動脈模型進行流體力學計算。假設血管壁不發生變形，血液為不可壓縮牛頓流體，在非定常速度進口的條件下計算各血流動力學參數的變化規律。結果 冠狀動脈狹窄（75%面積狹窄）對下游的壁面剪切力和振蕩剪切指數影響較大，并且會導致渦流和二次流的產生；在模型中裝上血管支架，使得血管狹窄消失之后，渦流和二次流基本消失，而且振蕩剪切指數明顯變小。結論 冠狀動脈狹窄對血流動力學參數有重大影響，可能是引起動脈粥樣硬化的原因；通過CT圖像重建方法，可以診斷狹窄發生的地點以及嚴重性，對心血管疾病的治療有一定的輔助作用。

關鍵詞：動脈粥樣硬化；冠狀動脈狹窄；三維重建；CT；血流動力學

動脈粥樣硬化是嚴重影響人類健康的心血管疾病。在西方發達國家，由動脈粥樣硬化導致的心腦血管疾病是造成死亡的首要原因[1]。隨著生活方式和飲食習慣發生改變，該病也逐漸成為中國居民死亡的主要原因[2]。冠狀動脈狹窄（尤其是面積狹窄在75%以上的狹窄）會導致心肌供血不足，進而導致動脈粥樣硬化等各種心血管疾病，對臨床診斷有重要意義[3-5]。冠脈支架植入技術是介入性治療心臟病的一種新方法，能將血管狹窄區有效撐開，創傷小而且效果好，能大幅度降低心梗死亡率[6]。……