本文档属于类型a，即报告了一项原创性研究的科学论文。以下是对该研究的详细学术报告：
本研究的主要作者包括车玥（Yue Che）、曹晰然（Xiran Cao）、曹忠泽（Zhongze Cao）、张译丹（Yidan Zhang）、朱婧（Jing Zhu）、舒畅（Chang Shu）、罗明尧（Mingyao Luo）和张雪岚（Xuelan Zhang）。研究机构包括北京科技大学数学与物理学院、中国医学科学院阜外医院血管外科、昆明医科大学附属心血管病医院、郑州大学阜外华中医院等。该研究于2025年1月7日发表在《Physics of Fluids》期刊上，DOI为10.1063⁄5.0248485。
腹主动脉瘤（Abdominal Aortic Aneurysm, AAA）是一种主动脉异常扩张的疾病，直径超过3.0厘米。AAA一旦破裂，患者的死亡率超过80%，手术后的死亡率也超过40%。目前，临床评估AAA破裂风险的主要标准是直径达到50或55毫米。然而，并非所有直径超过干预阈值的AAA都会破裂，因此需要更多的指标来帮助预测AAA的破裂风险。本研究旨在通过计算、实验和统计分析相结合的方法，建立直径≥50毫米的AAA破裂预测模型，并探索不同直径AAA破裂的最佳预测因子。
本研究包括以下几个主要步骤：
研究回顾性纳入了2012年至2021年间在阜外医院诊断为AAA的1009名患者。排除了没有清晰CT血管造影（CTA）图像、AAA直径小于50毫米、曾接受主动脉手术或合并结缔组织疾病的患者。最终纳入了82名直径≥50毫米的AAA患者（41例破裂，41例未破裂），其中50名患者用于建模，32名患者用于验证。
基于CTA图像，研究人员使用3D Slicer软件对AAA进行几何分割和重建，计算了AAA和髂总动脉（CIA）的体积、长度和弯曲度等形态学参数。
研究人员使用ANSYS Fluent软件对每个患者的特定模型进行网格划分，并模拟血流场。血液被视为不可压缩的非牛顿流体，采用Carreau-Yasuda模型来描述血液的动态粘度。通过数值模拟，计算了与壁面剪切应力（WSS）相关的血流动力学参数，包括时间平均壁面剪切应力（TAWSS）、振荡剪切指数（OSI）和相对停留时间（RRT）。
为了验证CFD结果的准确性，研究人员基于一名破裂AAA患者的CTA图像，使用3D打印技术制作了AAA模型，并通过粒子图像测速（PIV）技术进行体外实验。实验结果表明，CFD结果与体外实验结果的一致性较高，误差在可接受范围内。
研究人员使用SPSS软件进行统计分析，包括显著性检验、单变量和多变量逻辑回归分析，建立了三种AAA破裂预测模型：形态学模型、血流动力学模型以及两者的组合模型。通过受试者工作特征曲线（ROC）和曲线下面积（AUC）评估模型的预测能力。
研究结果表明，低TAWSS、高OSI、髂总动脉最大直径较小以及腹主动脉弯曲度较高是直径≥50毫米AAA破裂的风险因素。结合这些变量建立的预测模型具有较高的准确性（AUC=0.978）。此外，针对不同直径的AAA，OSI是50-65毫米AAA破裂的风险因素，而较高的TAWSS则降低了65-80毫米和≥80毫米AAA的破裂风险。
本研究通过数值模拟、体外实验和统计分析，建立了直径≥50毫米AAA的破裂预测模型，并探讨了不同直径AAA的破裂风险因素。研究结果表明，TAWSS和髂总动脉最大直径是AAA破裂的保护因素，而腹主动脉弯曲度是重要的风险因素。结合形态学和血流动力学变量的预测模型具有较高的准确性，能够帮助血管外科医生更准确地预测AAA破裂风险，并为不同直径的AAA患者制定个性化的治疗方案。
本研究的亮点在于： 1. 通过多学科方法（计算、实验和统计）建立了高精度的AAA破裂预测模型。 2. 首次结合形态学和血流动力学参数，探讨了不同直径AAA的破裂风险因素。 3. 体外实验验证了CFD结果的准确性，增强了研究的可信度。 4. 研究结果为临床提供了新的预测工具，有助于改善AAA患者的预后。
本研究还探讨了不同直径AAA的破裂风险因素，发现OSI是50-65毫米AAA破裂的重要风险因素，而TAWSS和RRT在65-80毫米和≥80毫米AAA中具有较高的预测价值。这些发现为临床医生提供了更细致的AAA破裂风险评估依据。
本研究通过多学科方法，为直径≥50毫米的AAA破裂预测提供了新的理论依据和临床应用前景，具有重要的科学价值和临床意义。