在血管外科、影像科、神经介入及心血管疾病研究中,基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)的血流动力学分析,正逐渐成为疾病机制研究、术前方案评估、术后效果分析和科研课题设计的重要技术工具。
传统医学影像能够帮助我们观察血管的解剖形态,如狭窄程度、动脉瘤大小、血管走行及支架位置等;而 CFD 分析则可以进一步揭示血管内部的血流速度、压力分布、壁面切应力(WSS)、涡流、回流及低剪切区域等功能性血流特征。换言之,CFD 能够在“看得见形态”的基础上,进一步帮助我们理解“看不见的血流力学环境”。
无论是动脉瘤、血管狭窄、主动脉夹层、支架植入,还是血管重建术后的流场变化分析,CFD 都可以从力学角度补充传统影像信息,为疾病进展分析、术前术后对比、治疗方案评估和科研论文选题提供更加量化、直观和可解释的依据。 然而,血流动力学分析并不是简单地导入模型、点击计算、输出云图。一个可靠的 CFD 分析流程,通常包括医学影像重建、几何模型处理、网格划分、边界条件设置、数值求解和结果后处理等多个关键环节。影像分割是否准确、模型处理是否合理、网格质量是否达标、边界条件是否符合生理实际,都会直接影响最终结果的可靠性和科研结论的可信度。因此,系统掌握血管 CFD 分析的基本原理、标准流程、关键参数设置和常见问题处理方法,对于希望开展血流动力学研究的临床医生、医学研究生和科研人员具有重要意义。
为帮助临床医生、影像科医生、研究生及相关科研人员系统掌握这一流程,杭州海脉联医疗科技有限公司与新科益系统与咨询(上海)有限公司联合推出本系列课程。课程将从患者 DICOM 影像出发,带领大家完成血管三维重建、实体模型处理、网格划分、CFD 求解及结果后处理,建立一套可用于科研课题设计、论文分析和临床研究探索的完整技术路线。
从医学影像到血流动力学分析的全流程
注:本课程由杭州海脉联医疗科技有限公司与新科益系统与咨询(上海)有限公司共同举办。
一、课程适合哪些人?
本课程适合以下人群:
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• 血管外科、神经外科、心外科、影像科、介入科等临床医生;
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• 正在开展血流动力学相关课题的硕士、博士研究生;
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• 希望将 CFD 分析用于论文、基金、课题研究的科研人员;
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• 已经接触过 Mimics、3D Slicer、Fluent、Workbench 等软件,但缺少完整流程训练的学习者;
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• 对动脉瘤、狭窄、支架、血管重建、术前术后对比分析感兴趣的研究人员和工程师。
本课程不要求学员具备很深的流体力学基础,但建议具备基本的医学影像、血管解剖或科研分析背景。
二、你将学到什么?
完成本系列课程后,你将能够掌握一套完整的血管 CFD 分析流程,包括:
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• 如何从 CTA、MRA、DSA 等 DICOM 影像中重建血管模型;
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• 如何进行血管 STL 模型修复、平滑和优化;
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• 如何将三角面片模型转化为可用于 CFD 的实体模型;
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• 如何进行血管模型网格划分和局部加密;
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• 如何在 Fluent 中设置血流边界条件并完成求解;
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• 如何提取速度、压力、壁面切应力 WSS、OSI、TAWSS 等常见血流动力学指标;
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• 如何进行批量计算、参数化处理和科研图表输出;
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• 如何避免血管 CFD 分析中常见的建模、网格和求解错误。
三、课程内容安排
本系列课程共分为五大版块,覆盖从医学影像重建CFD分析的完整流程。
第一部分:医学影像重建
本部分将以患者 DICOM 格式医学影像为基础,讲解如何使用3D Slicer完成血管三维重建。
主要内容包括:
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• CTA、MRA、DSA 等常见血管影像数据介绍;
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• DICOM 数据导入、序列检查与影像显示调整;
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• 血管区域分割的基本思路与流程;
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• Segment Editor 中分割标签的创建、编辑、修补与优化;
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• Threshold、Grow from Seeds、Paint、Erase、Scissors、Smoothing 等常用分割工具的使用;
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• 血管模型的三维显示、检查与局部修正;
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• 血管表面模型的生成与 STL 导出;
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• STL 模型的平滑、光顺与基础质量检查;
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• 影像重建过程中常见问题与处理方法。
通过本部分学习,学员将掌握从医学影像到血管 STL 几何模型的基本流程。
3D Slicer重建血管模型
第二部分:实体模型重建
医学影像重建得到的 STL 通常是三角面片模型,不能直接用于高质量 CFD 分析。本部分将讲解如何将血管 STL 模型进一步处理为适合网格划分和求解的实体模型。
主要内容包括:
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• STL 三角面片模型的特点与常见问题;
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• 血管表面坏面、孔洞、非流形结构的检查;
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• 模型平滑与几何保真之间的平衡;
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• 血管入口、出口截面的修整与延长;
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• 三角面片模型向实体模型的转换;
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• 计算域构建;
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• 实体模型重建中的常见错误与解决思路。
通过本部分学习,学员将理解为什么“影像重建模型”不能简单等同于“CFD 计算模型”,并掌握血管计算域构建的关键步骤。
ANSYS SpaceClaim 重建几何模型
第三部分:网格划分
网格质量直接影响 CFD 计算的稳定性和结果可靠性。本部分将讲解血管 CFD 中常见的网格划分方法和质量控制原则。
主要内容包括:
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• CFD 网格的基本概念;
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• 血管模型网格划分流程;
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• 狭窄、分叉、弯曲、动脉瘤颈部等区域的局部加密策略;
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• 血管壁面边界层网格设置;
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• 网格质量指标检查;
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• 网格数量与计算精度、计算时间之间的平衡;
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• 网格无关性验证的基本思路。
通过本部分学习,学员将掌握如何生成适合血流动力学分析的血管 CFD 网格。
ANSYS Fluent Meshing网格划分
第四部分:计算流体力学求解
本部分将进入 Fluent 求解环节(本课程不涉及流固耦合),讲解如何设置血流动力学仿真的物理模型、边界条件和求解参数。
主要内容包括:
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• Fluent 求解流程介绍;
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• 血液材料参数设置,常见的非牛顿模型及实现方法;
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• 稳态与瞬态计算的区别;
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• 层流、湍流模型的选择;
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• 入口速度、流量等边界条件设置;
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• 出口边界条件设置思路,Windkessel模型参数估计及实现方法;
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• 血管壁无滑移边界条件;
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• 初始化与迭代控制;
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• 残差、流量、压力等收敛监测;
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• 常见不收敛问题分析;
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• 求解结果保存与自动化计算设置。
通过本部分学习,学员将掌握如何在 Fluent 中完成一个血管 CFD 算例的基础求解。
ANSYS Fluent CFD求解
第五部分:结果后处理
CFD 计算结束后,如何从大量流场数据中提取有研究意义的参数,是血流动力学分析的核心。本部分将重点讲解结果可视化和血流动力学指标提取。
主要内容包括:
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• Fluent、ParaView 等后处理工具介绍;
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• 速度场、压力场、流线、涡结构显示;
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• 壁面切应力 WSS 分析;
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• 时间平均参数的计算与展示,包括时间平均壁面切应力 TAWSS、 振荡剪切指数 OSI、相对停留时间 RRT、内皮细胞活化潜能ECAP;
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• 论文中的任意参数计算与分析(以为例)
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• 压力分布与压降分析;
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• 截面流量、平均速度、峰值速度提取;
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• 动脉瘤、狭窄、分叉等典型血管结构的结果解读;
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• 论文中常用图片与图表制作;
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• 如何从 CFD 结果中提炼科研结论。
通过本部分学习,学员将掌握从 CFD 结果到科研图表和论文分析指标的完整后处理方法。
Paraview血流动力学参数后处理
第六部分:研究中的小技巧
本部分将结合实际科研和论文分析需求,分享血管 CFD 项目中常用的效率提升方法和经验技巧。
主要内容包括:
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• 如何高效完成多病例计算;
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• 如何批量修改边界条件;
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• 如何批量导出结果;
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• 如何设计 CFD 相关论文课题;
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• 如何避免“只会出图、不会分析”的问题;
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• 临床问题如何转化为血流动力学研究问题。
通过本部分学习,学员将不仅掌握软件操作,更能理解如何将 CFD 分析真正用于科研工作。
四、课程特色
课程不是单独讲某一个软件,而是围绕血管 CFD 研究的完整流程展开,从 DICOM 影像重建到最终结果后处理,帮助学员建立系统化技术框架。 课程内容围绕血管外科、影像科、介入医学和研究生课题中常见问题展开,重点讲解如何将 CFD 技术用于论文、课题和临床研究。
血管 CFD 分析中常见的问题包括模型破面、入口出口处理不当、网格质量差、边界条件设置不合理、结果后处理不规范等。课程将结合实际案例讲解这些问题的识别和处理方法。课程不仅讲“怎么点软件”,也会讲“为什么这样设置”“结果代表什么”“如何用于论文分析”,帮助学员从操作型学习过渡到研究型应用。
五、课程时间安排
课程时间:2026年08月15日开始(暂定)
授课形式:全流程讲解与实例演示,线上直播 / 录播回放 / 线上答疑
课程周期:以版块划分,每个版块预计0.5-1天,具体视实际情况而定
答疑方式:微信/腾讯会议一对一答疑
具体时间安排以报名后通知为准。
六、课程费用
课程原价:4000元/人
早鸟优惠价:3600元/人(2026年7月31日前报名)
学生优惠价:3200元/人(需提供有效学生证明材料)
前期仿真客户:3200元/人
团体报名:2人及以上可享受团体优惠(9折)
报名福利:后期委托我司开展血流动力学仿真可享8折优惠
费用包含:课程学习、课程资料、课后答疑及相关学习支持。
七、发票说明
本课程可提供正规发票。
发票类型:普通发票 / 专用发票
发票内容:培训费 / 技术服务费
开票时间:报名缴费后5个工作日内开具
如需开具发票,请在报名时提供单位名称、纳税人识别号、开票项目及接收邮箱等信息。
八、授课人介绍
授课人:胡博士
授课人简介:工学博士,从事计算流体力学仿真近10年,从事医学影像三维重建与生物流体力学仿真近4年,发表论文10余篇,其中以第一作者发表SCI论文7篇,血流动力学仿真综述1篇(发表于2025年,至今已被引用24次)。 精通 Mimics、3D Slicer、Fluent、Workbench、ParaView 等常用建模与仿真软件,具有多类型血管 CFD 项目经验,指导完成超400例动静脉(包含主动脉瘤、主动脉夹层、颅内动脉狭窄、颅内动脉瘤、脾动脉瘤、门静脉)的血流动力学仿真工作。
授课人谷歌学术个人页面截图(部分)
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