基于4D-PC-MRI的主动脉夹层TEVAR术后血流-支架-主动脉间耦合作用的仿真研究
批准号:
81770508
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
董智慧
依托单位:
学科分类:
循环系统疾病研究新技术与新方法
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
王璐、Xiaoyun Xu、郭宝磊、单艳、林婧、马韬、王冬清、李建军、刘旭东
中文摘要
课题组发现主动脉夹层(AD)腔内修复(TEVAR)后首位致死性并发症支架源性新破口(SINE),提出“支架源性力学损伤”是主因的假说。前期研究获初步论证。本申请拟:(1)4D-PC-MRI采集TEVAR前后AD数据并后处理,感应导丝体内测量以验证并优化前者技术参数;(2)仿真分析血流-支架-主动脉间相互作用,并物理验证,固定技术参数;(3)选择200例AD-TEVAR患者,根据SINE危险因素分组,仿真分析,组间比较,并与临床随访结果比对。旨在:(1)建立针对AD的4D-PC-MRI采集及后处理方法;(2)获得TEVAR前后AD血流动力学特征及变化规律;(3)定量分析搏动血流下支架-主动脉间相互作用。从而:(1)为阐明SINE发生机制、制定防治措施提供量化依据,降低TEVAR死亡率;(2)推广4D-PC- MRI在AD-TEVAR术前评估与术后随访中的应用,为临床提供更为准确的检测手段。
英文摘要
Based upon a series of studies, our research team put stent-graft-induced mechanical injury forward as a hypothesis underlying the stent-graft-induced new entry (SINE) which was considered the first important fatal complication after the thoracic endovascular aortic repair (TEVAR) for Stranford type B aortic dissection(TBAD). After a previous study supporting the hypothesis, we are applying for this project (1) to acquire the patients’ imaging data of aorta with 4D-PC-MRI before and after TEVAR, and the perform the processing; (2) to conduct a numerical simulation on the interaction among flow, stent-graft and aorta, and fulfil the verification in a physical manner in order to determine the method; (3) to include 200 patients with TBAD and group them, complete the simulation and clinical follow-up. The anticipated outcomes would contribute to (1) obtaining the technical method for the data acquisition by 4D-PC-MRI and their post processing; (2) revealing the hemodynamic features of TBAD before and after TEVAR; (3) quantitative analysis on the interaction among flow, stent-graft and aorta. The current project would: (1) provide an quantitative evidence to reveal the mechanism of SINE and set up a prophylaxis for it, so as to reduce the post-TEVAR mortality; (2) promote a wide use of 4D-PC-MRI for the pre-TEVAR evaluation and post-TEVAR follow-up, and offer a more accurate imaging method for TBAD and TEVAR.
申请人前期研究发现了主动脉夹层胸主动脉腔内修复(TEVAR)术后严重并发症-支架源性新破口(SINE),并提出了"支架源性力学损伤"的机制假说,但缺乏定量实验证据,难以为阐明机制和制定防治措施提供确切证据。计算机模拟为研究SINE的发生提供了新的思路,但是以往的研究均采用了理想化模型,并非基于患者影像学的个体化模型。SINE的发生涉及到血流、支架和主动脉三个主要因素。为了进一步提高数值仿真的准确性,学者们通过力学实验和体外主动脉标本的测算,得到了相对准确的支架和主动脉参数,但是血流的参数仍旧是影响数值仿真准确性的主要因素之一,亟待解决。本研究(1)通过4D-PC-MRI对主动脉夹层患者全流场数据的采集,并在此基础上计算出主动脉各部位的压力值,为后续的数值模拟奠定了基础。(2)利用术中对TEVAR前后主动脉夹层真假腔压力测量和基于4D-PC-MRI计算的主动脉各部位压力进行对比,矫正、优化其技术参数,初步建立了4D-PC-MRI对主动脉夹层血流采集的技术路线,证实了4D-PC-MRI计算个体化主动脉血流参数的准确性。(3)利用计算机模拟将4D-PC-MRI图像与主动脉CTA segmentation模型进行耦合,然后将耦合满意的.stl文件导入到自编程的Matlab程序中,同时导入升主动脉导管测压曲线作为原点,根据4D-PC-MRI获取的流场信息来计算各部位压力梯度,从而获取各部位的压力值,并通过Ensight软件的可视化功能将数据可视化,用于后续数值模拟的入口条件。(4)初步完成了基于4D-PC-MRI推算主动脉入口流速的流-固-固耦合仿真模拟。为今后全个体化的数值仿真奠定了基础。
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DOI:
10.1177/15266028211038596
发表时间:
2021
期刊:
J Endovasc Ther
影响因子:
作者:
[Tao Ma, Min Zhou, Zhuang Yuan Meng, Shengzhang Wang, Zhi Hui Dong, Wei Guo Fu]
通讯作者:
Wei Guo Fu
Computational investigation of interaction between stent graft and aorta in retrograde type A dissection after thoracic endovascular aortic repair for type B aortic dissection
B型主动脉夹层胸主动脉腔内修复术后逆行A型夹层支架与主动脉相互作用的计算研究
DOI:
10.1016/j.jvs.2018.06.008
发表时间:
2018-12-01
期刊:
JOURNAL OF VASCULAR SURGERY
影响因子:
4.3
作者:
[Ma, Tao, Dong, Zhi Hui, Fu, Wei Guo]
通讯作者:
Fu, Wei Guo
The influence of inlet velocity profile on predicted flow in type B aortic dissection.
B型主动脉夹层入口速度剖面对预测流量的影响
DOI:
10.1007/s10237-020-01395-4
发表时间:
2021-04
期刊:
Biomechanics and modeling in mechanobiology
影响因子:
3.5
作者:
[Armour CH, Guo B, Pirola S, Saitta S, Liu Y, Dong Z, Xu XY]
通讯作者:
Xu XY
Numerical modeling and simulations of type B aortic dissection treated by stent-grafts with different oversizing ratios
不同尺寸比覆膜支架治疗B型主动脉夹层的数值模拟
DOI:
10.1111/aor.13750
发表时间:
2020-07-28
期刊:
ARTIFICIAL ORGANS
影响因子:
2.4
作者:
[Meng, Zhuangyuan, Ma, Tao, Fu, Weiguo]
通讯作者:
Fu, Weiguo
Outcomes of endovascular therapy for Stanford type B aortic dissection in patients with Marfan syndrome
马凡综合征患者斯坦福 B 型主动脉夹层血管内治疗的结果
DOI:
10.1016/j.jtcvs.2021.05.045
发表时间:
2021
期刊:
J Thorac Cardiovasc Surg
影响因子:
--
作者:
[Jiang X, Chen B, Jiang J, Shi Y, Ma T, Fu W, Dong Z]
通讯作者:
Dong Z
共 15 条
多模态血流动力学数值模拟在主动脉夹层手术规划中的评估研究
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:51万元
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批准年份:2022
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负责人:董智慧
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依托单位:
“面向临床的4D-PC-MRI主动脉夹层血流动力学研究”双边研讨会
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:14.9万元
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批准年份:2019
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负责人:董智慧
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依托单位:
LRG1在干细胞移植治疗炎性重度肢体缺血中的作用及机制研究
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批准号:81970407
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项目类别:面上项目
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资助金额:55.0万元
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批准年份:2019
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负责人:董智慧
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依托单位:
自膨式人工血管内支架对胸主动脉损伤的生物力学建模与数值仿真
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批准号:81371648
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项目类别:面上项目
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资助金额:75.0万元
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批准年份:2013
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负责人:董智慧
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依托单位:
同步辐射技术活体追踪干细胞移植后新生血管生成的实验研究
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批准号:30801122
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:18.0万元
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批准年份:2008
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负责人:董智慧
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依托单位:
国内基金
海外基金