4.3.3　个体化主动脉瓣流固耦合模型验证

在对仿真结果进行分析之前，首先利用三维经食道超声心动图（3D-TEE）验证个体化主动脉瓣流固耦合模型的可靠性。经食道超声心动图（TEE）于1980年起首次在手术室中常规使用，它可以帮助医生更好地进行手术。TEE技术发展迅速，已从标准的二维检查发展到可以在手术室内外实施的实时三维（RT-3D）成像技术。随着技术的进步，3D-TEE的时间和空间分辨率都有了长足的进步，使其成为外科医生对结构性心脏病患者疾病瓣膜进行手术干预或者治疗的重要辅助手段。有研究认为，3D-TEE可以获得心动周期过程中主动脉根部各结构形态的动态变化过程，能达到同CT类似的诊断精度。因此，本研究选择采用3D-TEE来验证前述FSI模型在整个心动周期关键时刻瓣膜运动形态与真实生理特征之间的匹配程度，保证后续分析的可靠性。

图4-20　三维经食道超声影像与仿真模型在心动周期不同时刻瓣膜运动形态对比

本研究采用HP SONOS 7500超声影像系统（Hewlett-Packard Company，美国）和S4探头进行经3D-TEE测量。由于患者术前未检查时取仰卧位，食管超声探头按胃镜消毒法常规消毒，探头前端前曲约150°涂以润滑剂，术者将探头经口腔向咽部快速插入进至食管。多平面探头通过探头手把上的按钮可自动从0°到180°进行连续扫查。对于本研究的患者，重点观察和记录主动脉瓣周围结构随心动周期的开闭和血流情况，3D-TEE扫描的结果数据以DICOM格式存储。如前所述，由于医学影像资料完整性限制，本研究仅将对照组患者正常主动脉瓣术中的3DTEE运动形态影像，与对应建立的流固耦合计算机仿真模型结果进行比较，以验证数值模拟方法的可靠性。(https://www.daowen.com)

本研究采用开源医学影像浏览器

MicroDicom DICOM Viewer（MicroDicom DICOM Viewer 3.8.1，保加利亚）软件，对患者主动脉瓣在心动周期内往复开闭过程中四个时刻（心舒张末期、收缩期、收缩末期、舒张期）的运动形态结果进行提取，并与对照组患者的仿真结果进行对比，如图4-20所示。

从3D-TEE和FSI数值仿真模型的结果均可看出，该对照组患者的健康主动脉瓣在完整心动周期内运动过程干净有力，三个瓣叶开闭过程较为整齐同步，没有明显的打开困难或者瓣叶交叠现象。数值仿真模型在包括舒张末期、收缩期、收缩末期和舒张期的四个时刻的瓣叶运动形态，和3D-TEE捕捉到的患者瓣叶形态较为一致，包括收缩期左冠瓣相对右冠瓣和无冠瓣略微不那么饱满的打开形态、收缩末期三片瓣叶开始回撤时呈三角形的开口状态，以及舒张期瓣膜比较严实的交叠关闭状态等细节，在数值仿真模型上都有非常接近的反映。

患者个体化主动脉瓣数值仿真模型与体内测量结果的高度相似说明该模型有足够的仿真性，证明其从几何构建到材料设置，再到边界条件和载荷，以及各计算参数的正确性，同时也可意味着采用相同方法构建的手术组患者模型和由此得出的分析结果也具有相当高的可靠性和可信度。