利用形态相似性对狭窄血管中的血流进行即时可视化分析

计算流体动力学 (CFD) 的出现使得模拟复杂的输运过程成为可能，包括生理结构（如血管）中的流动。尽管这些所谓的血流动力学模拟为解决临床前沿问题提供了突破性机遇，但将 CFD 成功转化为临床决策仍具挑战性。血流动力学模拟本质上复杂、耗时且资源密集，这与临床工作流程的时间敏感性以及医院通常不具备支持 CFD 模拟的必要资源或基础设施的现实相冲突。为解决这些转化挑战，我们提出了一种新颖的可视化系统，无需进行现场模拟即可实现即时流动探索。为深入了解该方法的可行性，我们聚焦于颈动脉分叉的血流动力学模拟，这是中风诊断和预防中高度相关的动脉子树。我们创建了一个包含 120 个高分辨率颈动脉分叉流动模型的初始数据库，并开发了一套相似性度量，用于将新的颈动脉表面模型置于具有最高几何相似性的已模拟案例邻域中。该邻域可被即时探索并分析其流场。我们发现，如果动脉模型在感兴趣区域足够相似，新的模拟会得出吻合的结果，从而使用户能够绕过个体流动模拟。我们得出结论，基于相似性的可视化分析是推动 CFD 在医疗实践中可用性的一种有前景的方法。