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1.背景和目的冠状动脉粥样硬化性心脏病(Coronary Heart Disease,CHD)是临床上最常见的心血管疾病类型,主要是由于冠状动脉的血管出现粥样斑块使动脉上出现狭窄和(或)闭塞,从而中断心肌的血液供应,进而引发临床上相关的严重的心肌缺血病症。当前这一疾病的发病率正在呈不断上升的态势,但由于其发病机制复杂,目前尚无明确的、系统的理论。但许多研究表明,血流动力学因素可能在冠状动脉粥样硬化性心脏病的发生和发展中发挥重要作用。因此,本研究拟通过使用计算流体动力学(computer fluid dynamic,CFD)技术,模拟冠状动脉不同狭窄程度的血流动力学变化,拟探究冠状动脉血流动力学的改变和冠状动脉血流分布与不同狭窄之间的联系;另外,我们选择冠状动脉中度狭窄的患者为研究对象,通过比较冠状动脉狭窄加重和稳定患者血管狭窄处血流动力学差异,探究冠状动脉狭窄进一步加重的血流动力学特点。2.材料与方法(1)在正常右冠状动脉CT导出的DICOM数据基础上,我们对冠状动脉几何模型进行重建,使用Geomagic软件分别各自建立狭窄程度为0%(正常)、30%(轻度狭窄)、60%(中度狭窄)和90%(重度狭窄)的4种模型,并根据几何模型分别建立起血流动力学模型,最后再对其分别进行数值模拟,比较分析这4种模型之间的血流动力学差异;(2)回顾性纳入2016年1月至2016年12月影像结果表现为冠状动脉中度狭窄并在一年后再次行影像学随访的患者共80例。对比两次影像学结果,判断狭窄是否进一步加重(定义狭窄加重程度>20%为加重),并根据结果将其分为两组(稳定组和加重组)、对纳入病例的第一次血管模型进行血流动力学模拟、分析和定量计算,选择狭窄处的血流涡流数目、血流速度(velocity,V)、壁面剪切力(wall shear stress,WSS)以及壁面压力(wall pressure,WP)作为血流动力学测量指标,进行统计分析,从而确定冠状动脉狭窄加重的血流动力学危险因素。3.结果(1)比较4种不同狭窄程度血管模型的血流动力学特征可以发现,冠状动脉狭窄程度越严重,狭窄远心端的血流涡流就越明显,狭窄前血管WP和狭窄处的血流速度呈逐渐增加,而远心端的WP却逐渐下降;狭窄处WSS分布一直为高WSS值,而且在中重度狭窄程度后,远心端血管可见局部的高WSS区域,而远心端血管其他区域则为低WSS表现;并且狭窄前后血流速度和血流的分布也会出现改变;(2)80例冠状动脉中度狭窄患者中随访狭窄加重的患者有15例,在稳定组中,狭窄处的WP值略高于加重组(4.58±0.79 vs4.33±0.74 kPa),而狭窄处V值略低于加重组(0.52±0.18 vs0.62±0.24 m/s),但两者差异无统计学意义;但是,涡流数目(1.62±1.00 vs2.53±0.99,P<0.05)和WSS值(4.40±0.95vs5.92±1.37 Pa,P<0.05)均低于加重组,并且两者之间存在明显的统计学意义。4.结论(1)中、重度狭窄的冠状动脉远心端可见血流动力学特征表现为明显的血流涡流以及高WSS分布,此类血流动力学的变化可能会导致血管动脉粥样硬化的进一步发展,从而使血管狭窄加重。(2)在冠状动脉中度狭窄患者中,其狭窄进一步加重,可能与狭窄处更多的涡流以及更高的WSS值相关。