出口边界条件和血管壁厚对冠脉生物力学性质的影响

摘要

目的:探讨基于个体化患者CTA影像的冠状动脉FSI分析中,不同出口边界条件和血管壁对时间平均壁面剪切力(TAWSS)和冯米塞斯应力(VMS)的影响.方法:根据患者CTA影像重建右冠状动脉(RCA)管腔流域三维几何;将管腔流域表面向外扩张0.5mm,形成均匀厚度血管壁模型;运用类似虚拟去除斑块的方法建立接近真实的不均厚度血管壁模型.分别给予出口Zero和Impendence两种边界条件进行FSI分析,分析TAWSS和VMS的分布.结果:两种出口边界条件下,TAWSS分布基本一致,没有显著性差异;Zero条件下峰值VMS出现在压强最大时刻点,而Impedance条件下峰值VMS出现在入口血流加速度最大时刻点,且其值是前者的20倍以上.两种血管壁模型下,TAWSS和VMS分布基本一致,没有显著性差异;不均匀厚度血管壁模型中局部位置VMS绝对值高于均匀壁厚血管壁模型.结论:出口阻抗边界条件和接近真实的不均匀血管壁模型更能精确地模拟冠状动脉真实的流体-结构力学环境.