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目的:冠状动脉粥样硬化性心脏病(Coronary atherosclerotic heart disease，CAD)是最常见的心脏疾病之一，严重危害人类身体健康。对可引起心肌缺血的冠脉疾病进行早期诊断和治疗，对于改善预后有着重要的意义。目前有许多影像学检查方法被用于冠心病的诊断，但解剖学信息并不能完全准确的反应冠脉狭窄引起的生理学变化，因此需要将形态学信息与功能信息相联合，对于临床诊断冠脉功能性狭窄及指导冠心病患者的治疗更为有意义。 本研究目的是通过建立小猪不同程度慢性冠脉狭窄模型，对其冠状动脉计算机体层摄影血管成像（Coronary computed tomography angiography，CTA）数据进行血流动力学（Computational fluid dynamics，CFD）模拟及校验，探讨基于冠状动脉CTA构建血流动力学模型的可行性;并将建模方法用于临床患者，以血流储备分数(Fractional flow reserve，FFR)作为评价心肌功能性缺血的金标准，评价模拟指标-瞬时无波形比率(Instantaneous wave-free ratio derived from coronarycomputed tomography angiography，iFR-CT)诊断冠脉功能性狭窄的可行性及其用于临床诊断冠脉功能性狭窄的效能。 材料和方法:1、基础部分:通过将Ameroid缩窄环置入巴马小型猪左前降支(Left anterior descending，LAD)近中段制作慢性冠脉不同程度狭窄模型;模型建立后第3周起每周一次冠脉CTA检查监测狭窄程度、评价图像质量，直至狭窄超过50％时为止;在最后一次冠脉CTA检查当日或第二日进行侵袭性冠脉造影(Invasive coronary angiography，ICA)验证狭窄程度，并测量FFR值作为评价心肌功能性缺血的金标准;通过CFD方法建模及计算由专门实验室（北京工业大学生物工程实验室）完成，分别根据收缩期及舒张期CTA数据，利用Mimics、Geomagic、SolidWorks和ANSYS Workbench软件进行处理，构建血流动力学模型后，根据公式iFR-CT=静息态舒张末期狭窄远端平均压(Pd)/主动脉根部平均压力(Pa)，计算模拟指标iFR-CT值，并通过统计学方法分析模拟值与实测FFR值的相关性，判定建模的准确性。 2、临床部分:将基于动物模型构建血流动力学模型的方法用于临床患者，计算基于CAD患者冠脉CTA图像的模拟iFR-CT值，通过ROC曲线分析，判定其诊断冠脉功能性狭窄的最适临界值及其诊断效能，并比较联合应用冠脉CTA与iFR-CT诊断冠脉功能性狭窄时较单独应用CTA时诊断效能的差异。 结果:1、基础部分:16只实验动物中成功建模10只，成功率为62.5％;10只中9只用于建模（1只完全闭塞者排除）;冠脉狭窄程度与心肌功能性缺血无明显相关性（r=-0.19，p=0.624）; iFR-CT模拟值与实测FFR值均有明显相关性，舒张期iFR-CT模拟值与实测FFR值相关性高于收缩期模拟值与FFR值的相关性（收缩期r=0.680，p=0.044;舒张期r=0.751，p=0.001），模拟值略高于实测值（实测FFR值0.65±0.20;收缩期iFR-CT值0.70±0.18;舒张期iFR-CT值0.71±0.16）;收缩期与舒张期iFR-CT模拟值之间有明显相关性(r=0.909，p=0.020)。 2、临床部分:16名患者22根病变冠脉纳入研究，其中病变以左前降支为主（占64％），CTA平均狭窄管径为(62.73±12.98)％，显著钙化斑块占36.36％，所有病变血管TIMI分级均为3级;iFR-CT与FFR均有明显线性相关(r=0.805，p＜0.001)，显著钙化组两者相关性与非显著钙化组两者的相关性无明显差异（显著钙化斑块组两者相关性r=0.964，p＜0.001，95％CI:0.788-1.000;非显著钙化斑块组两者相关性r=0.623，p=0.017，95％CI:0.112-0.897）。选取FFR≤0.8作为诊断冠脉功能性狭窄的金标准，iFR-CT ROC曲线峰下面积为0.848(p=0.008)，最适临界值为0.825，此时iFR-CT诊断冠脉功能性狭窄的准确率为77.27％，敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为75％、78.57％、66.67％、84.61％。冠脉CTA选取平均管径减少≥50％为阳性临界点时，联合iFR-CT的诊断效能最大，其ROC曲线峰下面积(the area under the ROC curve，AUC)为0.893(p=0.003)，明显高于单独应用冠脉CTA(50％)、CTA(70％)时的AUC值（均为0.579），且P均小于0.05，此时诊断的准确性、敏感性、特异性、阳性预测值及阴性预测值分别为:86.36％、87.5％、85.7％、77.78％、92.31％。 结论:1、基础部分:采用Ameroid缩窄环置入小猪LAD建立慢性心肌缺血模型成功率较高，能较好地模拟冠脉功能性狭窄的病变过程，满足CTA影像观察需要;基于冠脉CTA图像构建血流动力学模型是可行的;收缩期图像可以替代舒张期图像进行血流动力学建模。 2、临床部分:静息态舒张末期模拟指标iFR-CT对冠脉功能性狭窄的诊断具有较好诊断效能，iFR-CT可以作为一个无创的、非药物依赖性的评价冠脉功能性狭窄的新指标。 冠脉CTA与血流动力学指标联合应用，将解剖学信息与功能学信息相结合，为今后一站式CT功能性诊断奠定了基础。