心脑血管疾病是当前导致人类死亡最多的疾病。外科治疗和介入治疗是心脑血管疾病治疗最主要和最有效的方式。在治疗过程中需要使用各种植介入器械，包括血管支架、人工心脏瓣膜、心室辅助泵等。计算机建模仿真可用于定量评价植介入器械治疗后的效果，也可以用于手术规划，因此有着非常广泛的应用。本书主要介绍编织型支架、覆膜支架、人工心脏瓣膜、轴流式血泵等器械的计算机建模仿真方法以及在器械研发和手术规划中的应用。 本书共5章。第1章是基础知识简介，介绍与心脑血管植介入器械建模仿真相关的各种基础知识，包括心脑血管系统最常见的医学成像技术、计算机建模技术以及数值仿真方法。第2章是编织型支架建模仿真与应用，介绍常用于颅内动脉瘤介入治疗的编织型支架的有限元建模和仿真方法，并以此为基础研究血流导向装置在治疗颅内动脉瘤时“推密”手法对其血液动力学特性的影响等。第3章是覆膜支架建模仿真与应用，介绍常用于主动脉夹层和主动脉瘤介入治疗的覆膜支架的有限元建模和仿真方法，并以此为基础定量研究覆膜支架植入后引起的支架源性破口的生物力学机制。第4章是人工心脏瓣膜建模仿真与应用，建立基于有限元仿真的虚拟手术方法和基于浸没边界法的心脏瓣膜流固耦合数值仿真方法，并以此为基础研究心包胶原纤维排列方向对自体心瓣对主动脉瓣修复术的影响。第5章是心室辅助泵建模仿真与应用，介绍通过虚拟手术将一种轴流血泵植入TCPC的下腔动脉，利用计算流体力学仿真研究轴流血泵植入后的压力－流量输出特性以及溶血风险和血栓形成风险。 本书可以为心脑血管植介入器械研发人员、科研工作者以及临床医生在计算机建模仿真方面提供帮助，也可以作为生物力学、生物材料、植介入医疗器械等相关专业研究生的教学参考书。

第1章 基础知识简介
1.1 医学成像技术
1.1.1 数字减影血管造影
1.1.2 计算机断层成像
1.1.3 磁共振成像
1.1.4 超声成像
1.2 计算机建模技术
1.2.1 基于医学影像的几何建模
1.2.2 基于CAD的几何建模
1.2.3 计算模型的网格前处理
1.3 数值仿真方法
1.3.1 计算固体力学方法
1.3.2 计算流体力学方法
1.3.3 流固耦合仿真方法
参考文献
第2章 编织型支架建模仿真与应用
2.1 背景介绍
2.1.1 脑动脉瘤病理
2.1.2 脑动脉瘤手术治疗及临床问题
2.2 模型构建与数值仿真方法
2.2.1 血管模型构建
2.2.2 支架模型构建
2.2.3 支架材料属性
2.2.4 有限元仿真模型的台架试验验证
2.3 有限元仿真
2.3.1 支架在患者血管中释放过程的有限元模拟
2.3.2 支架的快速有限元释放
2.4 血流导向装置治疗脑动脉瘤的血液动力学分析
2.4.1 动脉瘤和载瘤动脉的理想化模型
2.4.2 理想化血管动脉瘤模型中的Tubridge支架植入
2.4.3 血流导向装置植入后的计算流体力学仿真
2.4.4 Tubridge支架植入血管动脉瘤模型的血液动力学分析
2.5 总结与展望
参考文献
第3章 覆膜支架建模仿真与应用
3.1 背景介绍
3.1.1 主动脉夹层病理
3.1.2 主动脉夹层手术治疗及临床问题
3.2 模型构建与数值仿真方法
3.2.1 主动脉夹层几何模型构建
3.2.2 支架实体模型构建
3.2.3 输送工具模型构建
3.2.4 计算网格划分
3.2.5 材料属性和边界条件的设定
3.2.6 有限元仿真
3.3 支架植入主动脉弓不同位置的研究
3.4 不同款型支架比较
3.5 径向支撑力与弹性回直力的比较研究
3.5.1 径向支撑力分析
3.5.2 径向支撑力与弹性回直力的对比
3.6 动物试验研究
3.6.1 动物试验和组织病理学检查方案
3.6.2 有限元仿真方案
3.6.3 试验和仿真结果对比分析
3.7 总结与展望
参考文献
第4章 人工心脏瓣膜建模仿真与应用
4.1 背景介绍
4.1.1 心脏和心脏瓣膜结构
4.1.2 主动脉瓣疾病的诊断和治疗
4.2 计算机辅助设计与数值仿真方法
4.2.1 心脏瓣膜的计算机辅助设计
4.2.2 瓣膜和周围组织材料属性
4.2.3 生物瓣假体的计算机仿真
4.3 心包纤维排列方向对自体心包主动脉瓣修复术的影响
4.3.1 个体化主动脉瓣几何重建
4.3.2 主动脉瓣流固耦合模型构建
4.3.3 个体化主动脉瓣流固耦合模型验证
4.3.4 瓣膜假体胶原纤维排列方向对血液动力学特性的影响
4.3.5 瓣叶运动学形态
4.4 研究方法和结果的分析与讨论
4.5 总结与展望
参考文献
第5章 心室辅助泵建模仿真与应用
5.1 背景介绍
5.2 计算流体力学仿真方法
5.2.1 旋转机械的数值仿真方法
5.2.2 湍流模型
5.3 轴流血泵植入全腔静脉肺动脉连接理想模型的数值仿真研究
5.3.1 模型建立
5.3.2 网格划分
5.3.3 边界条件、材料属性和求解设置
5.3.4 评估指标
5.3.5 结果分析和比较
5.3.6 研究结论
5.4 轴流血泵植入患者特异性全腔静脉肺动脉连接模型的单相流仿真研究
5.4.1 模型建立
5.4.2 网格划分
5.4.3 边界条件、材料属性和求解设置
5.4.4 可变转速曲线设定及其生理意义
5.4.5 结果分析和比较
5.4.6 研究结论
5.5 轴流血泵植入患者特异性全腔静脉肺动脉连接模型的多相流仿真研究
5.5.1 模型建立、网格划分、边界条件和求解设置
5.5.2 材料属性
5.5.3 多相流细胞破坏模型
5.5.4 结果分析和比较
5.5.5 研究结论
5.6 总结与展望
参考文献