模擬主動脈瓣狹窄血流動力學研究進展

王 楠，韓慶奇，徐洪濤*，崔國民

(1.上海理工大學能源與動力工程學院，上海 200093；2.長海醫院心血管外科，上海 200433)

主動脈瓣是左心室流出道與主動脈根部的分界線。在心臟收縮期，健康的主動脈瓣可充分打開，對心臟射出血流幾無阻擋，此時跨主動脈瓣壓差接近于零；如各種原因致主動脈瓣狹窄(aortic stenosis，AS)、瓣口面積縮小及左心室流出道梗阻[1]，則可出現心絞痛、暈厥及心力衰竭等臨床表現。隨著社會老齡化進程的加快，我國AS患者數量呈明顯增加趨勢[2]。

醫學影像學已成為臨床重要輔助工具。心血管領域常用醫學成像技術包括MRI、多普勒超聲(Doppler ultrasound，DE)、CT及心導管術等，各有其優缺點[3-5]。隨著數字醫學的興起，以有限元為代表的數值模擬技術在醫學領域、尤其心血管領域得到廣泛應用[6]。基于醫學影像的數值模擬可在無創前提下，通過流體力學、結構力學及流固耦合等模擬方法綜合分析血流量、血流阻力及血管壁面剪切應力等血流動力學參數的變化，彌補常規技術時間分辨率低、評估范圍小及無法定量分析等不足，為術前診斷AS及術后評估提供有力手段。本文對血流動力學模擬AS研究進展進行綜述。

1 三維重建物理模型

針對AS進行數值模擬的首要任務是建立主動脈物理模型。既往研究[7-10]基于對主動脈曲度、直徑、厚度及主動脈瓣的結構進行簡化而建立的理想化模型不能準確模擬分析血管壁及主動脈瓣的形變特性，臨床適用性低。依托醫學影像學、有針對性地建立主動脈物理模型，可準確描述不同個體的病變程度(纖維化、鈣化等)及其差異，分析血流動力學的準確性較高。……