人体心脑血管系统热流固多场耦合仿生模拟技术(医工融合)
【研究目的】
心脑血管疾病是一种严重威胁人类,特别是50岁以上中老年人健康的常见病,如冠心病、脑血栓等。目前针对此类疾病的治疗方法仍停留在影像学辅助诊断,这种方法往往不够精确,不能准确贴合患者的实际情况,且无法实现对疾病发生的预测及干预。由此发生的术后并发症的发生率极高。因此,将医学诊断与仿生模拟相结合,基于患者的血管条件进行真实、准确地建模,实现疾病发生风险的精准预测,符合当下医疗系统的重大需求,符合国家精准医疗战略号召。
【技术创新】
针对人体斑块、血栓、硬化等心脑血管系统并发症问题,构建结直肠/主动脉血供系统多场耦合参数化模型。将血供系统输运机制与临床症状映射关联,量化评估并发症发病风险进而预测高风险位置与风险周期性变化。对患者情况进行科学评估,降低并发症发生率,为帮助患者治疗恢复提供重要理论依据和关键数据。未来我们将拓宽到其他肿瘤、心血管疾病领域,为癌症精准治疗保驾护航。
(1)提出了利用血流动力学有限元技术及定义风险系数对相关并发症进行风险预测、科学评估的新思路;
(2)开发了冠脉及斑块二维图像分割及三维重构算法,能够精准快速识别各类斑块,并实现三维重构;
(3)考虑温度场、流场、应力场耦合作用,建立了具有时效性生物仿真双向热流固多场耦合参数化新模型;
(4)针对个体多样性制定患者关键特征指标指导对应的结直肠癌手术治疗及主动脉并发症风险评估新方案。
【知识产权】
(1)发表相关研究论文3篇,专著1部;
(2)申请国家发明专利2项。
【应用行业领域】
人工智能、医疗、大健康、应急环保
【成果应用情况】
(1)2021年,中国健康长寿大赛,中国医学科学院;
(2)2022年,北京科技大学,国际交流成长计划项目;
(3)2023年,北京大学第三医院海淀转化专项;
(4)2023年,广东省佛山市区域联合基金-地区培育项目。