一、生物流体力学及有限元法

（理论基础）

本部分重点介绍建模方法的

数学物理基础及实现工具

1. 生物流体力学研究概述

1.1 血流动力学概述

1.2血流动力学在血管疾病中的应用示例

2. 有限单元法的基本原理和常用概念

2.1有限元分析的原理

2.2有限元分析的对象和范围

2.3有限元分析的基本步骤介绍

3. 建模仿真的基本原理及医学应用

3.1建模仿真基本原理

3.2血液流动物理表达（定常流、脉动流及速度分布）

3.3血流动力学结果分析及临床意义

二、血流动力学三维建模应用软件基础

50. Mimics软件
50. Geomagic Studio软件
50. ANSYS基础操作
50. Paraview后处理软件
50. Tecplot结果文件可视化软件

（上机操作）

本部分主要带领学员安装和熟悉软件环境及运行模式，结合使用技巧和方法实际操作

1. Mimics软件：

血管三维模型重建详解，从医学图像到三维模型

（主要练习材料：颅内动脉瘤DSA/CTA、颈动脉狭窄MR）

2. Geomagic Studio软件

模型的基本处理：血管三维模型的表面三角面片的润滑和修补、出入口的切割等

3. ANSYS基础操作（ICEM CFD/CFX）

网格：依托ICEM CFD为主要操作平台，进行体网格的划分及边界层的特殊处理，用于后续CFD计算

计算：依托ANSYS CFX操作界面，进行血流的计算。具体包括网格导入、边界条件加载、材料属性赋值等

4. Paraview软件使用及后处理方法

将计算结果进行格式转化，导入Paraview中进行流线绘制、压力、壁面剪切应力WSS分布图的绘制等

5. Tecplot实操——结果文件可视化

压力分布图、图例调整、边界点信息获取，局部可视化，单层数据提取等操作，以体网格文件为例，介绍向量信息，流线分布，平面数据展示

三、血流动力学建模实训

（上机操作及案例分析）

本部分重点带领学员实施建模过程，包括问题的提取、转化为模型的处理方法、基于模型的分析方法等。让学员能熟悉医学图像应用与建模分析之间的关系，了解基于软件建模分析方法。

实训内容以颈动脉狭窄血管疾病为示例，流程为医学影像-三维模型-网格划分-边界条件加载-计算-结果可视化-结果分析

1.应用医学图像(CTA/MRA/DSA)，利用Mimics软件重建血管三维模型

1.1 DICOM数据的导入

1.2 血管区域的识别与提取（阈值分割、区域生长等具体操作）

1.3重建三维模型

2. 应用GEOMAGIC studio处理模型

2.1 模型表面的光滑处理（整体与局部）

2.2 三角面片的修复与模型的切割

2.3 其他常用功能介绍

3. 应用ICEM CFD进行网格的划分

3.1 模型导入与出入口处理

3.2 网格设置参数详解

3.3 边界层的设定与网格导出

4. 仿真模拟计算

4.1 网格模型的导入

4.2 血流材料属性的设置

4.3 边界条件设置（超声/0D-3D耦合模型/PCMRI）

4.4 稳态（定常流）和瞬态（脉动流）的血流模拟

4.5 ANSYS CFX POST后处理操作

5. Paraview软件的使用介绍

5.1 结果文件格式转换

5.2 Paraview可视化操作介绍（当前国际行业常用软件/开源）

5.3血流流线、压力、壁面剪切应力分布可视化

四、具体案例分析（结合临床）

举例分析血流动力学在临床中的具体应用分析，学员可根据自己所在领域提出临床问题，进行讨论，实现论文及科研项目的设计思路和实现方法

1. 动脉瘤破裂风险评估

2. 颈动脉狭窄与远端卒中相关性分析/与斑块稳定性分析

3. 血管内皮细胞在流体力刺激下的形变与排列

4. 主动脉夹层压力分布及血栓化效果预测

5. 血流对支架移位的作用分析

6. 密网支架放置后对动脉瘤内部的灌注改变

7. 血管开窗与血管疾病的关联性分析

五、总结及答疑

针对学员在学习中存在的普遍问题进行补讲及答疑

1. 根据学员反馈补充细讲学习中薄弱环节

2. 现场答疑

3. 建立微信群学习平台