用于生成和分析主体特定血流模拟集合的集成开源软件系统

背景与目标：血流通过动脉和静脉的流动力学分析对于诊断动脉瘤和狭窄等心血管疾病，以及调查心血管参数（如湍流和壁面剪切应力）至关重要。对于主体特定分析，使用结构和4D磁共挑成像（MRI）可非侵入地捕获主体的解剖和血流信息。计算流体动力学（CFD）可用于通过求解Navier-Stokes方程生成血流模拟。为了生成和分析主体特定的血流模拟，需要将MRI和CFD结合起来。方法：我们提出了一个交互式、可定制且以用户为导向的可视化分析工具，帮助医学和数值分析研究者。我们的开源工具适用于CFD和MRI等领域，促进了血流研究中模拟结果和医学数据的分析。它使能够创建具有高度多样性参数的模拟集合。此外，它允许通过二维嵌入的相似性空间进行模拟和测量的可视化和分析。结果：为展示我们工具的有效性，我们将其应用于三个真实世界案例，展示了其配置模拟集合和分析血流动力学的能力。我们与MRI和CFD专家一起评估了我们的示例案例，以进一步提高功能并提高可用性。结论：通过将CFD和MRI的优势结合起来，我们的工具提供了更全面的血流参数理解，促进了血流生物标志物的更准确分析。