钙化性主动脉瓣狭窄是最常见的主动脉瓣疾病之一,临床上主要通过外科主动脉瓣置换术（Surgical aortic valve replacements,SAVR）和经导管主动脉瓣置换术（Transcatheter aortic valve replacement,TAVR）治疗。由于患者主动脉瓣钙化程度差别、个体化主动脉根部差异以及主动脉瓣置换方式不同影响瓣膜置换术后主动脉根部生理血液流动,容易引发继发性瓣膜疾病,严重影响治疗效果。本文基于临床CT影像数据完成个体化主动脉根部模型重构,结合粒子图像测速技术（Particle image velocimetry,PIV）和流体力学数值仿真研究了主动脉瓣钙化程度、植入深度和瓣膜置换方式对主动脉根部和主动脉窦血流动力学的影响,揭示了主动脉瓣置换植入位置和置换方式引发继发性瓣膜疾病的机理,为临床钙化性主动脉瓣疾病治疗和主动脉瓣置换术提供理论依据和技术参考。（1）主动脉瓣钙化程度对主动脉根部血流动力学的影响。流体力学数值仿真研究了主动脉瓣钙化狭窄时主动脉根部的血流动力学特性,分析了钙化程度对主动脉根部速度、压力、跨瓣压差和壁面剪应力等参数的影响规律。钙化性主动脉瓣由于瓣叶张开受限,导致瓣膜开口直径降低和血流速度增加。主动脉瓣钙化时左心室为维持血液正常流动,需要产生更大的压力维持瓣膜打开和关闭功能,导致钙化性主动脉瓣跨瓣压差增大和心肌负荷增加,左心室肥大疾病形成风险增加。随着钙化程度的增加,瓣叶下游涡旋中心逐渐远离窦管交界处且尺寸增大,使升主动脉在易于扩张的部位承受剪应力过载,为钙化主动脉瓣容易引发升主动脉扩张提供依据。（2）主动脉瓣植入深度对瓣膜下游血流动力学的影响。通过PIV实验研究了不同主动脉瓣植入深度时主动脉根部和主动脉窦的血流动力学,分析了植入深度对主动脉根部速度、黏性剪应力和主动脉窦涡度、黏性剪应力的影响规律。相比D=0mm时,收缩射流起始位置在主动脉窦中部附近,当植入瓣膜与生理瓣环位置存在偏差时,瓣口处收缩射流逐渐靠近生理瓣环位置,导致右冠状动脉窦血流充分发展、血流速度增加,高黏性剪应力在右冠状动脉窦分布区域增加,容易损伤主动脉窦壁的内皮细胞。随着植入深度的增加,右冠状动脉窦内涡度数值和涡度波动以及分布面积增加,高黏性剪应力在加速期开始出现,持续至收缩晚期,可能导致血液损伤造成细胞溶血。（3）经导管主动脉瓣置换引发瓣膜血栓的血流特性研究。利用PIV技术研究了不同主动脉瓣置换方式时主动脉根部以及瓣叶附近兴趣区域（Region of interest,ROI）的血流动力学,深入分析了主动脉根部的速度、涡度分布和瓣膜附近ROI的速度分布、黏性剪应力分布。两种不同置换方式瓣膜打开和关闭过程中主动脉根部血流特性分布相近,但TAV中心射流直径较大并在峰值期表现出不稳定现象。相比于SAV主动脉根部剪切层平行分布,TAV剪切层相对耗散较快,表现出不稳定现象和较高的涡度波动,并且峰值期涡度值大于生理剪切率阈值,增加了溶血风险。TAV时ROI的血流速度和黏性剪应力降低,在收缩早期和舒张晚期出现血流停滞,容易引起瓣膜血栓形成。