先天性心臟病肺循環計算機模擬血流動力學研究

《先天性心臟病肺循環計算機模擬血流動力學研究》是依託上海交通大學，由劉錦紛擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：先天性心臟病肺循環計算機模擬血流動力學研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：劉錦紛
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

隨著計算機技術的高速發展，計算機模擬血流動力學（Computational Fluid Dynamics, CFD）模擬人體血流動力學的研究取得了巨大的進展。依據核磁共振提供的臨床數據，通過流體力學知識和計算機強大的處理能力，醫生在體外可以觀測血液在血管內流動的場景和軌跡，並得到病變位置全三維的血流壓力、阻力、能量損失及其分布，為更直觀的研究疾病和手術的血流動力學改變以及開展虛擬仿真手術開闢了全新的領域。. 本研究在前一次國家自然基金資助研究的基礎上，以臨床需要行心導管檢查的先天性心臟病（先心病）患兒為研究對象，建立符合患兒肺循環個體解剖數據和生理功能數據的CFD模型，獲取肺循環血流壓力、速度、剪下應力、阻力等參數，並和通過心導管和體外實驗台模擬實驗獲取的肺循環血流動力學信息以相驗證，來探討先心病肺循環CFD模型的正確性和精確性，並初步建立基於CFD技術的肺循環血流動力學臨床標準。

結題摘要

隨著計算機技術的高速發展，計算機模擬血流動力學（Computational Fluid Dynamics, CFD）模擬人體血流動力學的研究取得了巨大的進展。依據核磁共振提供的臨床數據，通過流體力學知識和計算機強大的處理能力，醫生在體外可以觀測血液在血管內流動的場景和軌跡，並得到病變位置全三維的血流壓力、阻力、能量損失及其分布，為更直觀的研究疾病和手術的血流動力學改變以及開展虛擬仿真手術開闢了全新的領域。 本研究在國家自然基金資助下，以先天性心臟病（先心病）患兒為研究對象，建立符合患兒肺循環個體解剖數據和生理功能數據的CFD 模型，獲取肺循環血流壓力、速度、剪下應力、阻力等參數，通過改變血流狀態，模擬運動時血流量，觀測肺血流分配情況，估算肺動脈阻力變化情況，反饋調整多孔介質模型，確立血流控制參數，並和體外實驗台模擬實驗獲取的肺循環血流動力學信息以相驗證，來探討先心病肺循環CFD 模型的正確性和精確性，並初步建立基於CFD 技術的肺循環血流動力學臨床標準。 在此基礎上，我們選取先心病治療的難度Fontan手術，開展Fontan術後肺循環CFD的研究，比較了五類Fontan手術肺循環血流動力學的差異，從中尋找最佳化和改良的肺循環的外科策略。同時，我們也開展基於CFD技術的Fontan虛擬手術，在心血管虛擬手術研究領域進行有益的探索。