椎动脉狭窄内血液两相流动数值模拟分析

目的:对应用三维重构得到的人体真实椎动脉进行血液两相流数值模拟,与经典单相流牛顿血液模型对比,分析动脉粥样硬化等病因与椎动脉狭窄处的血流动力学关系。方法:把考虑血细胞和血浆的两相流血液模型应用到逆向工程方法构建的基于人体生理解剖特征的椎动脉三维几何模型中去进行数值模拟,分析血细胞分布情况等血流动力学参数,并与单相流模型的模拟结果进行对比。结果:通过瞬态模拟计算,得到了椎动脉在心动周期内不同时刻的两相流和单相流模型的血流动力学参数。结论:通过对比单相流数值模拟结果,得出血管狭窄处血细胞出现聚集,血流更加复杂和低壁面切应力分布等与动脉粥样硬化及血栓的形成相关的结论。并且与两相流模型相比,单相流模型存在如无法获得如血细胞分布等不足,为进一步深入研究椎动脉等疾病的发病机理提供方法和理论支持。     

颈动脉瘤个体化模型血流数值分析

动脉瘤日益受到广泛关注,介入术成为动脉瘤的理想化治疗方法,但现实临床实践缺少理论支撑,所以数值模拟成为研究动脉瘤血流动力学参数的关键技术。为了研究动脉瘤的血液动力特性,进而探讨不同参数对动脉瘤的血液动力学特性影响因素,本研究基于1例个体化动脉瘤的影像数据,通过影像提取的方法建立了个体化动脉瘤模型,并根据双向流固耦合的方法进行血流场分析(流线,壁面变形分布,壁面剪切力分布)。通过数值分析结果表明,在一个心动周期的不同时刻动脉瘤瘤腔内的涡流强度先增强再减弱并在0.1 s达到最强。动脉瘤壁面的壁面切应力(wall shear stress, WSS)的分布也随着时间的变化,同样在0.1 s时刻壁面WSS分布梯度较大,到0.22 s时刻以及后各个时刻达到均匀无梯度分布。而从壁面变形来看,一个心动周期前0.3 s时刻动脉瘤壁的最大变形位置均为瘤顶处并呈现由小到大再到小的变化(0.1 s时刻达到最大变形量),0.3 s时刻的最大变形量位置发生改变,为瘤颈中间部位,但变形量很小为0.01 mm。     

双源CT冠脉成像在冠脉粥样硬化性狭窄诊断中的价值研究

目的:分析双源CT冠脉成像在冠脉粥样硬化性狭窄诊断中的价值。方法:以2014年5月至2016年5月我院初诊为"冠心病"的100例患者为研究对象,所有患者均行冠状动脉造影(CAG)和双源CT(DSCT)检查,比较两种检查方法在冠脉粥样硬化性显著性狭窄患者和不同冠脉血管(右冠脉、左冠脉主干、左前降支和回旋支)狭窄中的检查结果。结果:常规CAG检查共发现35例患者存在冠状动脉显著性狭窄,检出率为35%。DSCT共检出冠状动脉显著性狭窄患者45例,敏感度、特异度、阳性预测值和阴性预测值分别为100.0%,84.61%,77.78%和100.0%。一致性分析结果显示两种检测方法结果存在较强一致性,kappa=0.794(P0.05)。100例患者中,常规CAG检查共发现显著性狭窄血管47条。DSCT共检出显著性狭窄血管39条,敏感度、特异度、阳性预测值和阴性预测值分别为93.62%、92.92%、63.77%和99.10%。一致性分析结果显示两种检测方法存在较强一致性,kappa=0.719(P0.05)。右冠脉、左冠脉主干、左前降支和回旋支中,检查特异度和阴性预测值以左冠脉主干最高,敏感度和阳性预测值以左前降支最高。DSCT检查对于冠脉血管的完全闭塞、重度狭窄、中度狭窄和轻度狭窄的显示率高于CAG检查,但差异均无统计学意义(P0.05)。结论:DSCT检查在冠脉粥样硬化显著性狭窄患者和狭窄冠脉血管(右冠脉、左冠脉主干、左前降支和回旋支)中具有较高的诊断价值。     

一种带有旋动流引导器的新型小口径人造血管流场的数值模拟

大尺寸人造血管的临床应用已取得很大成功,但用于冠状动脉等旁路搭桥的小口径人造血管的急性血栓堵塞问题,至今仍未解决．因此,本文设计了一种可装于小口径人造血管前的旋流导引器,以期使进入人造血管内的血流产生旋动．对带有旋流导引器的人造血管内的血流流场进行了计算机数值模拟分析,并与常规人造血管内的血流流场进行了比较．数值模拟分析揭示,这种旋流导引器的确能使人造血管内的血流产生旋动,从而改变人造血管内的血流流场和流速分布,使近壁面血液的流速和壁面剪切应力得到极大提高．本研究认为,血液在人造血管壁面的流速和壁面剪切应力的提高,可抑制小口径人造血管内急性血栓的形成,从而达到提高小口径人造血管的通畅率的目的．     

犬不同血管搭桥方法及搭桥血管内流场的计算机数值模拟

目的血管搭桥术后的内膜增生往往导致手术失败,而内膜增生与搭桥血管内的流场密切相关,为改善搭桥血管中的流场结构,作者设计了偏心搭桥手术方法,利用计算机数值模拟技术,探索偏心搭桥和传统搭桥血管中流场的变化,为血管搭桥方法提供优化设计方案。方法16只犬随机分为偏心搭桥组和传统搭桥组进行血管搭桥,测定搭桥前后血管几何数据,搭桥后近心端及远心端吻合口血流量和血压。按测定的血管几何数据,FLUENT 6.2模拟搭桥血管内的流场。结果偏心搭桥近心端和远心端吻合口不在同一平面。传统搭桥中,主体动脉远心端吻合口对应面处存在一个较低壁面剪切应力（WSS）区域及流体停滞点,离脚跟较近的一部分流体会形成涡漩,血流进入主体动脉后,还会表现出迪恩涡二次流;偏心搭桥中,主体动脉吻合口对应面上的低WSS区域和流体停滞点消失,血流接触到吻合口底面后,以切向旋转的方式改变其流动方向,不会形成涡漩,且当血流进入主体动脉后,立即发生螺旋流态且能持续很长一段。结论偏心搭桥能够产生血液旋动流,显著增加远心端血流量、提高WSS。     

阿托伐他汀联合普罗布考对动脉硬化家兔血流及斑块影响

目的:探讨阿托伐他汀钙片联合普罗布考治疗对兔颈动脉斑块稳定性的影响及血液流场改变。方法:选取清洁级日本大耳白兔40只,随机分为正常组、模型组、实验组、对照组,每组10只,复制颈动脉粥样硬化模型。对照组按照阿托伐他汀钙10 mg/(kg·d)的剂量,给兔按照不同体重予以不同药量治疗,将药物以生理盐水稀释至5 mL灌胃,实验组在对照组基础上加用普罗布考片0.25 g/(kg·d),与阿托伐他汀钙一同以生理盐水稀释至5 mL灌胃,模型组及正常组予以5 mL生理盐水灌胃。干预持续4周。用动物超声影像系统对兔进行颈动脉超声检查,彩色多普勒血流显像及血管成像检测颈动脉狭窄程度,血流速度,血流动力学改变。结果:1治疗后实验组阿托伐他汀钙片联合普罗布考治疗对兔颈动脉内-中膜厚度、斑块面积与模型组相比均明显改善,稳定斑块数明显增加,与对照组比较,实验组改善明显,差异有统计学意义(P0.05);2正常组颈动脉正常,治疗后,实验组狭窄明显减轻,血流速度接近正常,对照组有所改善,模型组颈动脉狭窄程度最重,血流速度快,血流动力学发生改变,斑块不稳定性增加,差异有统计学意义(P0.05)。结论:阿托伐他汀钙片联合普罗布考治疗能够有效提高兔颈动脉粥样硬化斑块的稳定性,改善颈动脉狭窄,使血液流速接近正常水平,值得做进一步药理研究及深入探讨。     

宝石能谱CT 冠脉成像在隐匿型冠心病冠状动脉粥样斑块性质判断中的价值

目的:探讨宝石能谱CT冠脉成像在隐匿型冠心病冠状动脉粥样斑块性质判断中的价值,为临床隐匿型冠心病的诊断和治疗提供影像学参考依据。方法:选择2014年6月~2015年6月在我院诊断为心肌缺血且无临床症状的隐匿型冠心病患者共360例,所有入选患者均行宝石能谱CT冠脉成像检查,其中155例有冠状动脉狭窄,且伴有不同性质的粥样斑块。分析冠状动脉不同血管狭窄情况、斑块分型和斑块数目。结果:所有冠脉动脉狭窄均为轻度狭窄和中度狭窄,主要集中在左主干和左前降支,分别占35.48%和37.42%。硬斑块数目最多,占75.43%,其次为混合斑块和软斑块,分别占16.19%和8.38%。冠状动脉4支血管粥样斑块均为硬斑块者最多(29.03%)、硬斑块与软斑块同时存在者占29.03%、硬斑块与软斑块、混合斑块同时存在者占14.84%,未见单纯混合斑块或软斑块的患者。结论:隐匿型冠心病患者冠状动脉狭窄主要为轻、中度狭窄,冠状动脉斑块以硬斑块为主。宝石能谱CT冠脉成像能准确的判断隐匿型冠心病冠状动脉粥样斑块性质,值得临床推广借鉴。     

狭窄血管远心端低密度脂蛋白浓度极化促进动脉粥样硬化形成

低密度脂蛋白（low density lipoprotein,LDL）浓度极化可能是动脉粥样硬化局灶性的重要原因,本文以狭窄血管远心端为研究对象,探讨LDL浓度极化对动脉粥样硬化发生、发展的影响。用数值计算模拟狭窄血管远心端LDL的壁面浓度分布,用激光扫描共聚焦显微镜测定狭窄血管远心端LDL沿z轴的浓度分布;用外科手术方法建立颈总动脉局部狭窄的实验模型,从整体动物水平观察LDL浓度极化对动脉粥样硬化形成的影响。数值计算和激光扫描共聚焦显微镜测定的结果表明,狭窄血管远心端存在显著的LDL浓度极化现象,且LDL壁面浓度与入口液流速度和狭窄程度有关：在相同的速率下,LDL壁面浓度在狭窄度为40％的圆管内最大;在狭窄程度相同的情况下,雷诺数（Re）为250时测得的LDL壁面浓度高于Re为500时测得的壁面浓度。整体动物实验表明,在狭窄血管远心端LDL浓度极化显著的区域形成明显的动脉粥样硬化病变,并且有大量的脂质沉积。以上结果提示,LDL浓度极化可能是导致动脉粥样硬化局灶性的重要因素。     

计算流体力学在冠心病研究中的应用

冠心病是一种常见的心血管疾病,其病理学基础是冠状动脉粥样硬化。在众多调控动脉粥样硬化发生发展的机制中,力学调控机制发挥重要作用。异常的力学因素可以通过影响内皮细胞、单核/巨噬细胞和平滑肌细胞的生物学功能参与动脉粥样硬化的病理进程。因此明确冠脉内血流动力学环境的变化情况,对冠心病的力学机制研究具有重要意义。计算流体力学由于其获取参数便利和相对无创的特点,近年来越来越多地应用于心血管疾病的研究。通过数值模拟方法计算冠脉血流储备分数等评价冠脉狭窄程度的功能学指标,也正在进行临床研究。本文对计算流体力学在冠心病研究中的应用作一综述。     

低压低氧对家兔实验性动脉粥样硬化形成和血脂含量的影响

(1)家兔在低压低氧作用下,血清胆固醇和β-脂蛋白的含量较不受缺氧影响其他条件相同的胆固醇组为低,特别在实验的前四周尤为明显,这与动物的急性缺氧反应有关。(2)缺氧胆固醇组家兔主动脉粥样硬化病变较胆固醇组家兔轻,但心室壁及乳头肌的肌间支血管的损害却比胆固醇组明显。我们认为,这可能由于缺氧作用造成了冠状动脉血液动力学的变化,有利于血液中高含量的脂质沉着在这些部位。