目 錄
第1章 基礎知識簡介
1.1 醫學成像技術_1
1.1.1 數字減影血管造影_1
1.1.2 計算機斷層成像_3
1.1.3 磁共振成像_3
1.1.4 超聲成像_7
1.2 計算機建模技術_8
1.2.1 基于醫學影像的幾何建模_8
1.2.2 基于CAD的幾何建模_12
1.2.3 計算模型的網格前處理_19
1.3 數值仿真方法_22
1.3.1 計算固體力學方法_23
1.3.2 計算流體力學方法_24
1.3.3 流固耦合仿真方法_27
參考文獻_30
第2章 編織型支架建模仿真與應用
2.1 背景介紹_31
2.1.1 腦動脈瘤病理_31
2.1.2 腦動脈瘤手術治療及臨床問題_32
2.2 模型構建與數值仿真方法_33
2.2.1 血管模型構建_33
2.2.2 支架模型構建_34
2.2.3 支架材料屬性_38
2.2.4 有限元仿真模型的臺架試驗驗證_38
2.3 有限元仿真_40
2.3.1 支架在患者血管中釋放過程的有限元模擬_40
2.3.2 支架的快速有限元釋放_43
2.4 血流導向裝置治療腦動脈瘤的血液動力學分析_46
2.4.1 動脈瘤和載瘤動脈的理想化模型_46
2.4.2 理想化血管動脈瘤模型中的Tubridge支架植入_47
2.4.3 血流導向裝置植入后的計算流體力學仿真_51
2.4.4 Tubridge支架植入血管動脈瘤模型的血液動力學分析_53
2.5 總結與展望_57
參考文獻 59
第3章 覆膜支架建模仿真與應用
3.1 背景介紹_61
3.1.1 主動脈夾層病理_61
3.1.2 主動脈夾層手術治療及臨床問題_62
3.2 模型構建與數值仿真方法_64
3.2.1 主動脈夾層幾何模型構建_64
3.2.2 支架實體模型構建_65
3.2.3 輸送工具模型構建_66
3.2.4 計算網格劃分_66
3.2.5 材料屬性和邊界條件的設定_67
3.2.6 有限元仿真_68
3.3 支架植入主動脈弓不同位置的研究_69
3.4 不同款型支架比較_71
3.5 徑向支撐力與彈性回直力的比較研究_73
3.5.1 徑向支撐力分析_74
3.5.2 徑向支撐力與彈性回直力的對比_76
3.6 動物試驗研究_77
3.6.1 動物試驗和組織病理學檢查方案_78
3.6.2 有限元仿真方案_78
3.6.3 試驗和仿真結果對比分析_80
3.7 總結與展望_81
參考文獻_82
心腦血管疾病是當前導致人類死亡最多的疾病。外科治療和介入治療是心腦血管疾病治療最主要和最有效的方式。在治療過程中需要使用各種植介入器械，包括血管支架、人工心臟瓣膜、心室輔助泵等。計算機建模仿真可用于定量評價植介入器械治療后的效果，也可以用于手術規劃，因此有著非常廣泛的應用。本書主要介紹編織型支架、覆膜支架、人工心臟瓣膜、軸流式血泵等器械的計算機建模仿真方法以及在器械研發和手術規劃中的應用。
本書共5章。第1章是基礎知識簡介，介紹與心腦血管植介入器械建模仿真相關的各種基礎知識，包括心腦血管系統最常見的醫學成像技術、計算機建模技術以及數值仿真方法。第2章是編織型支架建模仿真與應用，介紹常用于顱內動脈瘤介入治療的編織型支架的有限元建模和仿真方法，并以此為基礎研究血流導向裝置在治療顱內動脈瘤時“推密”手法對其血液動力學特性的影響等。第3章是覆膜支架建模仿真與應用，介紹常用于主動脈夾層和主動脈瘤介入治療的覆膜支架的有限元建模和仿真方法，并以此為基礎定量研究覆膜支架植入后引起的支架源性破口的生物力學機制。第4章是人工心臟瓣膜建模仿真與應用，建立基于有限元仿真的虛擬手術方法和基于浸沒邊界法的心臟瓣膜流固耦合數值仿真方法，并以此為基礎研究心包膠原纖維排列方向對自體心瓣對主動脈瓣修復術的影響。第5章是心室輔助泵建模仿真與應用，介紹通過虛擬手術將一種軸流血泵植入TCPC的下腔動脈，利用計算流體力學仿真研究軸流血泵植入后的壓力流量輸出特性以及溶血風險和血栓形成風險。
