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基于体外模拟循环的冠状动脉血流动力学实验研究

批准号:
12072320
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
高琪
依托单位:
学科分类:
实验流体力学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
高琪

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
冠状动脉血栓生成是一个突出的临床问题,针对这一问题的病理研究关系到人们的生命健康,具有重要的研究意义。项目拟从血流动力学的角度对这一问题进行实验研究。项目将研制体外模拟循环系统(MCS)来模拟冠脉的血流动力学过程,对冠脉微循环进行零维模型的实验模拟,冠脉模型采用硅胶模型。实验采用层析PIV测量技术对冠脉血流的三维速度场和压力场进行测量,验证并优化零维模型。采用荧光粒子追踪技术对冠脉溶血/凝血的现象进行实验模拟,来研究血小板沉积形成血栓的血流动力学机理。通过111套关于冠脉血流储备分数研究的CTA临床数据,提取冠脉形态学和血流动力学指标,结合溶血/凝血特性指标,利用机器学习的方法建立反映冠脉溶血/凝血机理的数据驱动模型,实现通过形态学和血流动力学特性预测溶血/凝血发生的概率,为临床进行冠脉病症辅助诊断提供理论依据。
英文摘要
Coronary artery thrombosis is a prominent problem, and the pathological research on this problem has important research significance. This project intends to conduct an experimental study on this issue from the perspective of hemodynamics. The project will develop an in vitro mock circulation system (MCS) to achieve the hemodynamic process of the coronary arteries, and conduct an experimental simulation of a lumped-parameter model of coronary microcirculation. The coronary arterial model is made of a silicone model. The experiment uses tomographic particle image velocimetry to measure the three-dimensional velocity field and pressure field of coronary blood flow to verify and optimize the lumped-parameter model. Fluorescent particle tracking technology is used to simulate the coronary hemolysis/coagulation phenomenon to study the hemodynamic mechanism. Through the 111 sets of CTA data from a study of fractional flow reserve, the coronary morphology and hemodynamic indexes were extracted, combined with the hemolysis/coagulation characteristics indexes, and the machine learning method was used to establish a data-driven model reflecting coronary hemolysis/coagulation mechanism. The data-driven model realizes the prediction of the occurrence of hemolysis/coagulation through morphological and hemodynamic characteristics, and provides a theoretical support for the clinical diagnosis of coronary artery disease.
本项目围绕冠状动脉血流动力学展开研究,旨在为临床诊断和高危人群筛查提供理论支持和技术手段。项目执行期间,成功搭建了体外模拟循环系统,能够模拟体循环和冠脉循环的生理参数,并实现了与三维层析PIV技术的联动,测量了冠脉内的三维流场。此外,项目还完成了集总参数模型,实现了体循环和肺循环的建模,且模型具备模拟接入机械辅助循环装置的功能。结合机器学习辅助分析,有望对病人血流循环系统进行特异性建模,为临床诊断提供了新的工具。项目在冠脉溶血/凝血机理方面取得了重要进展,通过流体力学分析和实验测量,揭示了低壁面剪切应力(WSS)与流体旋转运动对冠心病发病的影响,提出了运动涡旋数(κ)作为冠心病风险预测的新指标。研究成果发表学术论文10篇,会议论文3篇,申请发明专利9件,并培养了博士生2名、硕士生1名。项目开发的体外模拟实验测量平台已应用于医疗器械性能测试,并通过学术交流推广至相关企业。未来,项目团队将继续优化模型和实验平台,探索冠心病的早期诊断和预防策略。
近场直写分区梯度丝素/载药外泌体仿生凝胶体系诱导睑板腺再生及眼睑重建研究
  • 批准号:
    KLY25H180311
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    高琪
  • 依托单位:
可见光交联原位成型Gel-PCL复合支架递释的PPARγ促进睑板腺再生修复及机制研究
  • 批准号:
    82000857
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    高琪
  • 依托单位:
速度场和压力场耦合测量的三脉冲层析PIV测量系统研究
  • 批准号:
    11472030
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    132.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    高琪
  • 依托单位:
国内基金
海外基金