冠状动脉病变特征对心肌缺血的影响

目的 探究狭窄血管的弹性和斑块性质等病变特征对心肌缺血的影响。方法 建立基于流固耦合的几何多尺度冠脉狭窄理想模型,仿真计算血流储备分数（fractional flow reserve, FFR）,评估心肌缺血状况。单独考虑血管弹性壁（弹性模量为1 MPa）和刚性壁、斑块类型（富脂、钙化）以及斑块体积对心肌缺血的影响。结果 在所有狭窄率下,弹性壁血管FFRCT计算结果均大于刚性壁。富脂斑块病变的FFRCT高于钙化斑块的FFRCT（P=0.001）。梯形的斑块体积大于余弦形斑块体积,并且其FFRCT小于余弦形斑块（P=0.001）。结论 血管弹性是模拟血管血流动力学的必要因素。在中等狭窄程度下,由于富脂斑块有更大的管腔变形扩张,钙化斑块更容易引发心肌缺血。在狭窄率一定时,斑块体积越大,FFRCT越小,心肌缺血的可能性越大。     

冠状动脉狭窄几何特征参数影响跨狭窄压力损失的统计学分析

目的 分析狭窄偏移、管腔离心率、狭窄弯曲度对跨狭窄压力损失的影响，筛选其中关键几何特征参数。方法 本研究采用计算流体力学方法对不同几何特征参数下冠状动脉狭窄段内的血液流动开展数值模拟。基于模拟所得跨狭窄压力损失开展统计学分析，考察了各几何特征参数对跨狭窄压力损失的主效应及彼此间的交互效应。结果 狭窄偏移及狭窄弯曲度对跨狭窄压力损失影响显著；狭窄偏移与狭窄率、狭窄弯曲度与狭窄长度、狭窄弯曲度与狭窄率交互效应显著；管腔离心率对跨狭窄压力损失的影响一定范围内可忽略。结论 本研究结果可为现有冠状动脉计算机断层扫描血流储备分数经验公式引入新的几何特征参数提供理论基础。     

血管壁弹性模量对颈动脉狭窄血流储备分数的影响

目的探索将血流储备分数(fractional flow reserve,FFR)引入颈动脉狭窄评估的可行性,并且分析血管壁弹性模量对颈动脉狭窄中血液动力学参数和FFR计算结果的影响。方法利用计算机辅助设计软件建立颈动脉分叉标准模型并获得不同狭窄率的模型。假设血管壁为线弹性材料,血液为不可压缩牛顿流体,在脉动流条件下,利用有限元分析软件进行颈动脉狭窄模型中血液流动的流固耦数值模拟,获得各种血液动力学参数,并计算相应的FFR值。结果当弹性模量固定时,随着狭窄率增加,模型中狭窄部位的FFR逐渐减小,且此时其弹性壁与刚性壁的FFR相对差异随着狭窄率的增加而增加;当狭窄率固定为70%时,随着弹性模量增加,FFR会逐渐减小。结论采用FFR对颈动脉狭窄程度进行功能性评估需要考虑血管壁弹性的影响;狭窄率越大,血管壁弹性模量对FFR的影响越大。     

基于冠脉狭窄位置和优势型的血流储备分数与狭窄率的相关性分析

临床上对冠状动脉疾病通常采用影像学诊断方法指导治疗,然而其只能反映病变几何特征而无法反映功能状态。本文探究冠脉狭窄形态学与功能学之间的相关性,以期提高影像学诊断的有效性。本研究共纳入39位患者55支狭窄血管,采用医学统计分析方法对冠脉血流储备分数(FFR)和狭窄率进行相关性分析,讨论冠脉优势型和狭窄位置因素对其相关性的影响。研究发现,按照冠脉狭窄位置和优势型进行分组后,冠脉右优势型的左前降支狭窄患者的冠脉FFR与狭窄率存在相关性(r≈0.79,P0.000 1);分组后狭窄率诊断心肌缺血的准确性从70.9%提高到了82.8%(参考FFR0.80),敏感度(从72.2%提高到78.6%)和特异性(从70.3%提高到86.7%)也有明显改善。研究提示,冠脉狭窄位置和优势型是FFR与狭窄率相关性的重要影响因素,依据影像学检查结果诊断心肌缺血时纳入考虑这两个因素将有助于提高诊断的有效性。     

FFR值与冠动脉狭窄度的数值模拟

目的：利用有限体积法对冠状动脉进行数值模拟,探讨不同狭窄程度的冠状动脉简化模型在舒张期血液的压力分布,并以此计算出（Fractional Flow Reserve,FFR）FFR值,阐明冠状动脉不同狭窄程度与肿值之间的关系,为冠状动脉狭窄的诊断提供参考。方法：以血流动力学基本原理建立不同狭窄度冠脉的物理模型,利用有限体积法,计算不同狭窄几何模型的速度、压力和壁面剪切力等血液流体动力学特征。利用开源软件OpenFOAM对人的冠状动脉不同狭窄程度的简化模型进行血流三维数值模拟。结果：计算获得了人的左冠状动脉不同狭窄程度的血流在舒张期压力分布图。当狭窄程度小于70％,FFR值下降缓慢;当狭窄程度在70％和90％之间内,彤R值下降速度明显加快,当狭窄程度大于90％时,FFR值急速下降,另外,当狭窄程度在大于80％之后,冠脉血管内血流流场的速度压力变化加大。结论：通过对不同狭窄度下冠脉血管血液流体动力学特性的计算,进一步说明有限体积法对冠脉狭窄的模拟问题的计算,人左冠状血管狭窄的百分数与冠脉的FFR值并不是呈线性关系,而是呈曲线样改变。     

基于冠状动脉形状阻力的血流储备分数数值模拟

目的构建一种将狭窄形状阻力作为边界条件的无创计算血流储备分数(FFRCT)的方法,检验其计算准确性。方法取16例患者冠状动脉CT血管造影图像进行三维重建;考虑狭窄最小横截面积、狭窄长度构建形状阻力的数学模型,并以此造成的压力差作为边界条件加载到FFRCT计算中(简称形状阻力法)。以临床FFR值作为金标准,从平均误差率、准确率、敏感性以及阳性、阴性预测率5个方面,对照以往的管径法和体积法,分析形状阻力法的准确性。结果基于管径法、体积法、形状阻力法计算FFRCT平均误差率分别为11.76%、10.46%、4.82%,准确率分别为85%、65%、90%,敏感性分别为85.7%、66.7%、87.5%,阳性预测率分别为75%、25%、87.5%,阴性预测率均为91.6%。结论从平均误差率、准确率、敏感性、阳性预测率方面,所建立的形状阻力法均优于管径法和体积法,形状阻力法计算的FFRCT与临床实测FFR具有良好的一致性,为FFRCT的计算和应用提供一种新方法。     

心肌血流储备分数在冠状动脉介入治疗中的作用

随着冠状动脉介入（PCI）治疗在临床上的广泛应用，冠脉造影也越来越多的用来诊断病变和指导治疗。传统的冠脉造影只能在直观上估计血管病变的狭窄程度，不能判断这种狭窄是否已经产生临床缺血并影响到功能，进而决定是否需要进行或者立即进行冠状动脉介入治疗。而心肌血流储备分数（Fractional Flow Reserve，FFR）可用于监测和指导冠状动脉介入治疗，尤其是支架置入术。我院46例病人在FFR指导下接受支架置人术，取得了较好疗效，现报告如下。     

心肌桥对冠状动脉血流储备的影响

目的评价心肌桥患者冠状动脉受压迫时冠脉血流储备的影响。方法11例冠脉造影显示心肌桥患者运用冠脉内多普勒检查即刻测定冠脉前降支的血流储备与28例冠脉造影正常的对照组进行比较。结果两组患者一般情况无差异,11例心肌桥患者均有心绞痛病史,心肌桥均位于前降支(中段8例、中远段3例),收缩期及舒张期冠脉狭窄分别为(79.3±7)%和(13.7±3)%,血流储备较对照组明显降低(2.1±0.5和3.6±0.7,P<0.01)。结论心肌桥患者血流储备降低可能是患者心绞痛的主要原因。     

基于冠脉造影图像的无创血流储备分数检测

目的:针对传统冠脉数值模拟的边界条件不能真实反映个体差异性,难以保证其结果的合理性等问题,本研究在阻抗出口边界条件下对患者冠脉造影图像进行血流储备分数(FFR)的无创检测,并验证该方法的可行性及合理性。方法:对患者冠脉造影图像进行三维重建,建立简化冠脉狭窄模型,并对网格划分方法及边界条件的设置进行验证。随后利用该方法对重建模型进行网格划分,并将其导入OpenFOAM中设置边界条件进行模拟计算,与临床有创FFR值进行对比。结果:当网格数量达15万左右时,网格数量达到合格,不会对模拟精度造成影响。阻抗出口边界条件下,简化模型的两支血管的流量比基本接近于1:1,阻抗出口边界条件更符合人体血管的自动调节特性。对患者冠脉重建模型进行数值模拟,得到FFR值为0.80,临床有创FFR值为0.79,具有较好的一致性。结论:利用该方法对狭窄冠脉进行数值模拟,其实验结果与临床结果基本吻合,基于冠脉造影图像的无创FFR检测方法合理、可行、有效,可为医生临床诊断提供参考。     

冠脉生理学检测技术发展2021年研究进展

心血管疾病是危害人类生命健康最严重的疾病之一,中国每5人中就有2人死于心血管疾病。心肌缺血是重要的心血管疾病之一。心肌血流储备分数（fractional flow reserve,FFR）用于量化心外膜下冠状动脉狭窄是否产生心肌缺血;微血管阻力指数（index of microcirculatory resistance,IMR）是定量评价冠脉微循环状态的有创指标。传统FFR和IMR测量临床上依靠导丝,在最大充血态下进行介入测量,临床上辅助心肌缺血的诊断。基于冠脉造影的caFFR和caIMR（coronary angiography-derived FFR and IMR）无需介入操作、无需血管扩张药物、无禁忌症限制,可以快速同步计算FFR和IMR,进而辅助冠脉介入手术的诊疗。本文总结了近年来基于冠脉造影的caFFR和caIMR以及其他冠脉生理学检测技术的研究进展.进一步开展基于造影的FFR和IMR组合研究,从宏观到微观开展冠脉功能学研究具有重要的临床价值。