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为验证冠状动脉 CT 血管造影（CTA）结合计算流体动力学（CFD）模拟的建模假设，研究人员对 13 例患者重建 3D 冠状动脉模型，结合血管内多普勒测量验证。发现流速、压力与实测强相关，速度无显著关联，为 CTA-CFD 临床应用提供参考。
心血管疾病如同潜伏在人体的 “隐形杀手”，冠状动脉血流异常是引发缺血性心脏病的核心因素之一。目前，通过冠状动脉 CT 血管造影（CTA）结合计算流体动力学（CFD）模拟冠状动脉血流的技术已逐渐应用于科研与临床，但其建模假设的可靠性一直缺乏充分验证。例如，模拟过程中对血管几何形态的简化、边界条件的设定等是否会导致血流速度、压力等关键参数的偏差，直接影响该技术对冠心病（如冠状动脉狭窄的血流动力学评估）的准确性。因此，明确 CTA-CFD 模拟在静息状态下对冠状动脉血流参数的预测能力，成为推动其临床应用的关键问题。
为解决这一挑战，美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校的研究团队开展了一项针对 CTA-CFD 模拟策略的系统性验证研究。该研究成果发表在《Computer Methods and Programs in Biomedicine》，旨在通过与血管内多普勒速度和压力测量这一有创金标准对比，评估 CTA-CFD 模拟在冠状动脉血流动力学参数预测中的可靠性，为该技术的临床应用提供科学依据。
研究主要采用以下关键技术方法：
- 三维模型重建：对 13 例患者的冠状动脉 CTA 图像进行处理，重建 3D 冠状动脉模型。
- 有创测量：在 120±55 个心动周期内，对 18 支冠状动脉获取血管内多普勒速度和压力数据。
- 集总参数网络（LPN）耦合：构建 LPN 模型模拟心脏及远端冠状动脉循环，并与 CFD 求解器耦合。
- 参数优化：针对每位患者，将 Murray’s Law 系数以 0.2 为步长在 2.0-3.0 范围内调整，优化模拟参数。
结果
模拟参数与实测值的相关性分析
通过对比发现，CTA-CFD 模拟的流速（r=0.77，p<0.01）和压力（r=0.88，p<0.01）与血管内测量值呈现强统计学相关性，表明两者在整体趋势上高度一致。然而，速度参数的相关性无统计学意义（r=-0.13，p=0.60），提示模拟速度与实测值存在显著差异。
测量变异性与模拟结果的一致性
考虑有创测量中患者个体内心动周期间的变异性，18 支冠状动脉中 11 支的模拟速度、7 支的模拟压力落在实测值变异性的 1 个标准差范围内。这表明在部分血管中，模拟结果与实测值的差异处于测量误差可接受范围内，但仍有部分血管存在较大偏差。
数据离散程度对比
有创测量的速度、流速、压力变异系数分别为 24%、70%、21%，而 CTA-CFD 模拟的对应变异系数为 54%、90%、16%。模拟数据的更高离散度提示，CTA-CFD 模型在不同个体或血管中的表现稳定性仍有待提升。
结论与讨论
本研究首次系统验证了闭环 CTA-CFD 模拟策略在静息状态下的血流动力学参数预测能力。结果表明，该技术对冠状动脉流速和压力的模拟具有临床可接受的准确性，为无创评估冠状动脉血流（如 CT-FFR 的应用）提供了重要支持。然而，速度参数的预测偏差提示，模型可能对血管几何细节（如分支角度、管壁粗糙度）或血流动力学假设（如层流假定）的敏感性较高，需进一步优化。
研究同时指出，有创测量中速度评估依赖抛物线流速分布假设，而真实血管中流速剖面可能存在偏斜，这一差异可能是导致模拟与实测速度不一致的原因之一。此外，导管在冠状动脉内的位置误差、Murray’s Law 系数的经验性设定等，均可能引入建模不确定性。
该研究的意义在于：一方面证实了 CTA-CFD 在血流动力学评估中的潜在价值，为其在冠心病诊断中的应用提供了循证依据；另一方面揭示了现有模型的局限性，呼吁未来研究聚焦边界条件优化（如个体化参数设置）、测量技术改进（如高分辨率血管内成像）及多模态数据融合，以提升模拟准确性。这些发现将推动无创血流动力学评估技术向临床精准化方向发展，有望减少有创检查的需求，优化冠心病患者的诊疗流程。
