主动脉瓣狭窄及经导管主动脉瓣置换术生物力学数值计算研究

目的主动脉瓣狭窄是最常见的心脏瓣膜疾病,约占中度至重度自体瓣膜疾病的35%。经导管主动脉瓣置换术(TAVR)是一种成熟的治疗方案,TAVR存在相当的并发症发生率,其中最常见的是瓣周渗漏,这些并发症通常与支架和主动脉窦壁相互作用有关,还存在一些主动脉血流动力学改变引起的冠状动脉闭塞和血栓产生等问题。本研究旨在建立主动脉瓣狭窄和TAVR治疗生物力学模型,多场耦合数值计算分析主动脉瓣狭窄和TAVR生物力学机理。方法首先建立了主动脉瓣狭窄几何重建方法,并提出了主动脉瓣动态数学模型及参数化建模方法,搭建了介入主动脉瓣植入数值计算框架,通过有限元计算实现人工瓣膜撑起狭窄主动脉瓣的生理过程,通过流固耦合分析探索了TAVR术前术后血流动力学特点。结果与结论成功建立了主动脉瓣狭窄的流固耦合模型,分析了不同狭窄程度的血流动力学特点和瓣膜开闭情况,解释了主动脉瓣狭窄的生物力学机理。建立了TAVR数值计算框架,能实现不同支架不同位置的定向释放,达到了虚拟手术的效果,同时对TAVR进行流固耦合研究,探索TVAR并发症的生物力学原理,为优化手术方案奠定了基础。