Page 793 - 先天性心脏病的导管术：从婴幼儿期到成人期

62 与经导管手术相关的 3D 打印和工程工具 775

数值技术，将融合结构和组织力学耦合，以更真实地模拟心血管功能。例如，FSI 用
于重现顺应性血管中的血液循环，或心室的泵血作用导致血液在心动周期中通过瓣叶
的打开和关闭。FSI 心血管模型在数值上高度复杂，因此主要局限于工程开发领域，
在临床应用方面不如有限元和 CFD 方法成熟。

个体化的计算方法已被应用于冠心病经导管手术过程规划中，因为它们可以调查
和量化与经皮介入治疗相关的临床相关风险。
例如，如上文 3D 打印段落所述，成功的 PPVI 需要准确的术前患者评估，以最
大限度地降低装置脱位、动脉夹层、冠状动脉压迫或其他邻近结构干扰和损伤的风险。

所有这些与 PPVI 相关的不良事件都使用 FE 模型进行了研究和评估 [30,31] （图 62.6）。
该方法不仅被用于支持特定患者的 PPVI 计划，而且还用于研究 PPVI 支架的力学行为，
设计新的设备，并提高同情使用原型设备的安全性 [32-34] 。

图 62.6 不同支架尺寸在同一患者个体化解剖重建中的 PPVI 模拟实例。

主动脉缩窄（CoA）的手术或经皮治疗尽管短期内取得成功，但会导致晚期高血压，

而高血压与多种因素相关，如主动脉弓几何形状、压力感受器反射敏感性降低或中央
主动脉生物力学的持续异常。因此，通过患者特异性数值模型虚拟再现经皮手术可能
会提高我们关于手术对周围解剖结构影响的认识。基于术后影像学的 CFD 研究只能
用于 CoA 治疗后流体动力学效应的事后量化，而基于术前影像学的 FE 分析可以进行

事前预测，为进一步的手术计划提供支持。
为了准确评估 CoA 支架置入对主动脉支架置入后生物力学和几何形状的影响，
有限元分析必须考虑一些关键的建模方面。首先，由于主动脉在整个心动周期中从未
空载，因此 CT 图像重建的解剖结构应与作用于主动脉的压力负荷和应力一致。这可

以通过计算相应的预应力场来实现。其次，在对重度主动脉阻塞支架置入术的有限元