锌指蛋白ZFP580在低剪切应力诱导的动脉粥样硬化斑块中的表达

[目的]通过观察由低血流剪切应力诱导的小鼠颈总动脉粥样硬化斑块中锌指蛋白ZFP580的表达,探讨其在动脉粥样硬化病变中的作用.[方法]建立颈总动脉局部狭窄动物模型,HE染色观察局部狭窄血管远心端的形态学改变,RT-PCR方法检测动脉组织中ZFP580mRNA的表达,免疫组织化学染色观察锌指蛋白ZFP580在病变处的表达.[结果]小鼠左颈总动脉局部狭窄2周后,远心端血管内膜增厚(P＜0.05),且随处理时间的延长内膜增厚愈加明显(P＜0.01),处理3周后,可见明显的动脉粥样硬化斑块.BT-PCR及免疫组织化学染色发现病变动脉中ZFP580的表达较未处理侧明显升高(P＜0.01),且ZFP580阳性细胞多集中在内膜层.[结论]ZFP580可能在低剪切应力诱导的动脉粥样硬化斑块的形成及发展中发挥重要的调控作用.     

易损斑块血流速度的CFD模拟和PIV实验

目的:计算流体动力学(CFD)和粒子图像测速法(PIV)都可以测量流场速度分布,通过对这两种方法的对比研究,为临床评估血流速度分布提供参考。方法:制备3组狭窄程度不同的血管仿体,分别在PIV硬件平台采集超声图像计算PIV实验结果,同时将PIV实验过程中的实验条件作为CFD模拟方法的边界初始条件,进行数值模拟获取CFD模拟的结果。最后将这两种方法得到的实验结果进行对比研究。结果:在30%狭窄程度较低的斑块仿体中,CFD与PIV实验结果相符,而在50%和70%狭窄程度的斑块仿体中,CFD和PIV实验结果相差较大。结论:PIV和CFD都可以用于流场血流速度的计算,但是CFD更适用于低速度流场的计算。     

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,FLUENT6.2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.     

颈动脉血管分叉模型内流场分布的PIV测量和数值模拟比较研究

目的:通过对比分析颈动脉血管分叉模型内流场分布的数值模拟计算和粒子成像测速(partide imaging velocimetry,PIV)法量的结果,为今后流场分布的描述选择相适应的方法提供科学依据.方法:分别应用数值模拟方法和PIV定量检测方法,对颈动脉血管分叉模型颈内动脉窦(internal carotid artery sinus,ICAS)区域流场进行模拟计算和实际测量.得到边壁切应力(wall shear stress,WSS)的分布情况.对两种方法得到的结果进行对比统计学分析.结果:从切应力总体分布变化趋势看数字模拟方法与PIV测量计算结果大体一致,但数字模拟方法得到的低切应力核心区域的范围比PIV测量计算得到的范围要小,并且数字模拟方法得到的切应力的绝对值大小比PIV测量计算的数值要大.结论:在反映局部流场分布趋势的时侯.应用数值模拟方法更为简单、方便,但若需要详尽的描述局部流场切应力的分布情况,PIV测量方法则为首选.     

心肌桥壁冠状动脉血液动力学数值模拟

目的 数值模拟心肌桥壁冠状动脉血液动力学,探索心肌桥壁冠状动脉近心端易发生动脉粥样硬化的血液动力学机理.方法 建立随心搏运动的局部狭窄直圆管模型模拟心肌桥壁冠状动脉形态学,管壁为薄壁线弹性体,血流遵循不可压缩牛顿流体的一维管流方程组,用Lax-Wendroff方法数值求解.结果 心肌桥壁冠状动脉血液动力学与正常冠状动脉血液动力学相比有很大差异,血流量、壁切应力和壁切应力梯度均不同.在心肌桥壁冠状动脉中,近心端壁切应力及壁切应力梯度的变化要远大于远心端.对于有两段心肌桥的情况,它们的壁切应力和壁切应力梯度变化趋势基本一致,但距心室较远的心肌桥,其壁切应力和壁切应力梯度要大于靠近心室的那段心肌桥,且随时间的变化程度也更剧烈.结论 数值模拟结果表明,心肌桥壁冠状动脉血液动力学不同于正常冠状动脉血液动力学,近心端壁切应力及壁切应力梯度的变化要远大于远心端,从而对动脉管内皮细胞产生重要影响,这可能是心肌桥壁冠状动脉近心端易发生动脉粥样硬化的血液动力学机理.     

*研究快报* 通过Bergman环化聚合反应合成侧链含有苯丙氨酸的手性聚合物

以直径为140 mm水力旋流器作为研究对象,采用计算流体力学（CFD）技术对旋流器内部流场进行数值模拟,并对所建立的模型进行激光粒子图像测速（PIV）实验验证。基于数值模拟和实验结果,分析了旋流器内部压力、切向速度、轴向速度和径向速度的分布。利用PIV技术对旋流器内部流场进行测量,考察了不同入口速度下旋流器圆柱段区域瞬态速度场。通过对比数值计算与测试结果表明：CFD模拟可以有效预测水力旋流器内部流场分布,帮助探索旋流器内的流动状态和分离机理;利用PIV技术测量旋流器内部流动特性和速度分布,其测量结果与CFD计算结果吻合良好,验证了数值模型的准确性。     

三维人胸主动脉中血流动力学的数值研究

目的分离与重建人体胸主动脉弓的三维仿真模型,对人体胸主动脉中的脉冲血流进行三维数值模拟和研究。方法运用计算流体力学的基本原理和血流动力学的相关知识,依据临床上采集到的人胸CT扫描数据,运用图像处理软件Mimics分离并重建人体胸主动脉弓的三维仿真模型。结果计算出当以抛物型脉冲血流作为初始速度时,正常人的胸主动脉内血液流动在心动周期内不同时刻的血液流场、壁面压力、速度分布。主动脉弓与分支血管交界面远心端的血流速度明显高于近心端的血流速度,主动脉弓段内外壁血流存在明显的压力差,血流速度和压力变化剧烈区域,特别是左锁骨下动脉分出点以下约2～3cm处的局部区域,与临床主动脉夹层易发区域相吻合。这说明血流压力和速度对胸主动脉夹层的发生有很大的影响。结论基于CT扫描数据进行数值模拟与仿真建模有利于深入开展生物流体力学研究,而主动脉弓血液流场的数值模拟对临床主动脉夹层的诊断和治疗提供了很大的帮助。     

良恶性肺结节CD31表达水平的影像空间异质性差异

目的：探讨CD31表达水平相关的微血管密度（MVD）的空间异质性特征在良恶性肺结节中的差异。方法：收集术后肺结节的组织标本35例,其中鳞癌7例,腺癌23例,炎性结节5例。采用免疫组化法检测肺结节近心端与远心端的微血管标志物CD31的阳性表达水平。以配对t 检验及独立样本t 检验分析良恶性结节近心端与远心端的CD31组内及组间的差异。结果：30例恶性结节近远心端的CD31表达分别为19.2±8.6和13.3±6.8,差异有统计学意义（P ＜0.05）。5 例良性结节近远心端的CD31 表达分别为28.2±10.0 和26.8±3.0,差异无统计学意义（P ＞0.05）。良恶性组间对比分析：良性结节远心端的CD31表达较恶性结节高,差异有统计学意义（P ＜0.05）;良恶性结节近心端间的CD31表达差异无统计学意义（P ＞0.05）。结论：良恶性肺结节近远心端CD31表达相关的MVD存有差异,可为影像学良恶性肺结节的空间异质性差异特征提供病理学依据。     

人胸主动脉血液流动的三维数值分析

目的结合计算流体力学的基本原理和血流动力学的相关知识,对人胸主动脉血管内的血液流场进行三维有限元数值模拟和研究。方法计算出在抛物型初速度下,正常人的胸主动脉内血液流动在心动周期内不同时刻的壁面压力、速度和速度矢量分布。结果血流速度受到胸主动脉血管锥度角、弓状弯曲及分支血管的分流的影响而发生明显的差异,主动脉弓与分支血管交界面远心端的血流速度明显高于近心端的血流速度。主动脉弓段内外壁血流压力差异明显。结论血流速度和压力变化剧烈区域与临床主动脉夹层易发区域相吻合,血流速度和压力对该疾病的发生有一定影响。     

计算流体力学(CFD)模拟机械通气时下气道气流流场特性的方法及其可行性研究

目的 探索计算流体力学（computational fluid dynamics,CFD）技术模拟机械通气状态下呼吸系统内部气流流动的可行性,为CFD技术应用于机械通气的气流流场模拟奠定基础。方法 选取1名健康的中年男性志愿者进行头颈部加胸部MRI扫描,将获得的图像保存为DICOM格式导入Mimics17.0医学图像软件中构建气道三维模型,用Geomagic Studio 12软件进行网格划分后导入Ansys 14.5软件进行CFD模拟计算,对机械通气气道内部气流流场变化进行动态分析。结果 基于MRI图像数据构建气道三维模型,划分网格后对CFD模拟施加不同流速的入口边界条件,分析流速分布、壁压力分布、流场线变化情况以及局部管壁剪切应力的变化情况。结论 基于影像数据对气道进行三维重建,通过对模型进行CFD模拟发现,入口流速与气道内流体流速分布、壁剪切应力及壁压力均呈正相关,入口高流速易在气道分叉处形成涡流。     

兔颈动脉粥样硬化剪切力改变对其斑块及内膜中膜病理变化影响

目的 分析动脉不同狭窄程度剪切力改变对动脉粥样硬化斑块及其内、中膜病理变化的影响.方法 36只日本大耳白兔随机分为:正常对照组(n=6),高脂饮食假手术对照组(n=6),空气干燥加高脂饮食组(n=24).术后2、4、8、12周测定血流动力学参数,同时查血粘度,DSA显示血管狭窄程度,计算狭窄率、平均剪切力、内中膜比值、平滑肌平均积分光密度.结果 手术组颈动脉出现较典型的粥样硬化改变.2周组以纤维斑块为主,中膜明显变厚,平滑肌平均积分光密度值增加,但随狭窄程度增高和剪切力增加,狭窄血管内流场改变,4周及8周组出现纤维帽变薄、表面溃破,脂质核心明显增大、斑块内部出血等不稳定斑块特点.血管中膜病理改变以萎缩变薄及平滑肌含量减少为突出特点.统计显示2周组与4、8、12周组相比均有显著差异(P＜0.05).结论 随着血管狭窄程度增高,血流剪切力增加、湍流形成、狭窄血管内流场改变,斑块稳定性下降,血管发生重构性改变.     

二尖瓣狭窄下游流场均匀性的多普勒超声研究

为探讨二尖瓣病变及其狭窄程度与下游流场均匀性之间的关系，采用先进的彩色多普勒超声技术，对６０例不同程度二尖瓣狭窄患者二尖瓣下游流场均匀性进行了体内定量研究，并与２０例健康受试者相比较。结果显示：二尖瓣病变严重程度与其狭窄程度及下游流场均匀性之间存在线性关系，二尖瓣病变越重，狭窄越明显，流场均匀性越差。由此提示，心瓣膜下游流场均匀性及湍流剪应力与瓣膜损害之间可能存在某种互为因果的关系，值得进一步研究     

二尖瓣狭窄下游流场均匀性的多普勒超声研究

为探讨二尖瓣病变及春狭窄程度与下游流场均匀性之间的关系。采用先进的彩色多普勒超声技术，对６０例不同程度二尖瓣狭窄患者二尖瓣下游流场均匀性进行了体内空量研究，并与２０例健康受试者相比较。结果显示；二尖瓣病变严重程度与其狭窄程度及下游流场均匀性之间存在线性关系，二尖瓣病变越重，狭窄越明显，流场均匀性越差。     

平行平板流室内不同血流状态下内皮细胞紧密连接的变化

目的 研究不同血流状态下培养内皮细胞紧密连接的变化。方法 设计一种新的平行平板流室模型，高速摄像微粒子示踪技术流体分析，培养内皮细胞进行7H6免疫荧光染色，F-肌动蛋白荧光染色和ZO-1双重免疫荧光染色，激光共聚焦显微镜观察。结果 液体在入口与狭窄开始处中点的流速为249.8mm／sec，剪切应力为71．9dyn／cm^2；进入狭窄段时的流速为316mm／sec，剪切应力为88.5dyn／cm^2，上述区域液体为定常流。F-肌动蛋白纤维表达明显增加，呈束状，与液流方向一致，细胞变为细长。ZO-1和7H6则位于细胞周围呈现连续、线状环形分布。液体进入宽广区域后液体流速明显减慢并在两侧形成涡流甚至停滞，流速为54．4～119．6mm／sec，剪切应力为15．6～34．4dyn／cm^2,F-肌动蛋白纤维分布和排列无方向性，细胞轮廓成不规则多边形，ZO-1和7H6在细胞周围呈点状分布。结论 低剪切应力更易导致动脉硬化。     

大鼠狭窄血管内皮细胞组织因子表达的检测

目的研究大鼠血管狭窄处内皮细胞组织因子(tissue factor,TF)的表达规律。方法将45只SD大鼠(重量320±18.5 g)随机分为对照组和颈动脉狭窄组,狭窄组又分为0.25、0.5、1、2、4、8、16、24 h,8个时相,套扎法建立左颈总动脉狭窄模型,应用数字减影血管造影和多普勒血流仪在体测定切应力及血流量。术后不同时相点用原位杂交和免疫组化法,检测TF的mRNA和蛋白表达。应用图像分析系统,测定内膜平均灰度,进行统计学分析。结果正常对照组内皮细胞TF的mRNA转录和蛋白合成微弱;狭窄15 min后,内皮细胞胞浆TF基因mRNA转录和蛋白合成升高,与对照组比较均有显著性差异(P0.01)。TF基因mRNA转录和蛋白合成,4 h达到峰值,与邻近组比较具有显著性差异(P0.01)。结论血管狭窄后,切应力能够早期诱导动脉狭窄处内皮细胞TF基因表达。     

主动脉瓣狭窄下游流场均匀性研究

目的 :通过研究主动脉瓣 (AV)狭窄下游流场均匀性指标 ,探讨按照常规分类标准程度分类不同的患者流场均匀性之间的差异 ,探讨该指标对AV狭窄程度分类的意义 ,以及对AV狭窄患者手术时机选择的临床价值。　方法 :对 33例不同程度的AV狭窄患者 ,采用多普勒超声诊断仪于左室长轴及心尖五腔切面分别测定各点的峰值血流速度 ,并且计算各切面的最大速度差值 (△Vmax)作为流场均匀性指标 ,并且与主动脉瓣口面积进行统计分析比较。　结果 :不同程度AV狭窄之间流场均匀性存在显著差异 (P <0 .0 1)。　结论 :①流场均匀性指标简单、易行、重复性好 ,可作为AV狭窄患者的临床随访指标 ;②该指标对AV狭窄程度的分类有重要的参考价值 ;③该指标对AV狭窄患者手术时机的选择有重要的临床价值。     

层流状态下高、低切应力对动脉重构及血管细胞粘附分子-1表达的影响

目的制备小鼠腹主动脉狭窄模型,探讨近似层流状态下高、低切应力对动脉重构及VCAM-1表达的影响。方法 20只小鼠随机平均分为狭窄1 d组、7 d组、14 d组和假手术对照组,用动脉银夹建立腹主动脉局部狭窄模型,超声检测狭窄近心端和狭窄处血流动力学参数,计算切应力值;血管标本行HE染色和内皮血管细胞粘附分子-1(VCAM-1)免疫组织化学染色,定量分析动脉病理结构的改变及内皮VCAM-1表达的强度。结果狭窄动脉近心端和狭窄处分别形成低、高切应力血流区,与对照组比较,随着作用时间的增加,狭窄近心端动脉内中膜逐渐增厚、内皮VCAM-1表达逐渐增强,而狭窄处动脉无明显结构改变及内皮VCAM-1表达。结论血流动力学改变,尤其是低切应力可较早引起动脉重构,可能通过内皮VCAM-1的介导作用导致动脉粥样硬化的发生、发展,而高切应力则可能有抗动脉粥样硬化作用。     

不同栓塞程度对颅内动脉瘤介入治疗后囊内血流动力学影响的数值模拟研究

目的　研究不同栓塞状态下动脉瘤内血流动力学变化,为血管内治疗策略的制定提供理论依据。方法　基于脑动脉瘤血管造影的三维血管成像,在不同栓塞状态下,重建动脉瘤的三维模型,采用ANSYS CFX软件包进行分析血流速度、壁面切应力、压力分布和流场情况。结果　与治疗前比较,动脉瘤顶端部分栓塞后使瘤体明显缩小,瘤顶低WSS区域减小,瘤体内涡流减少但流速无变化,同时造成瘤顶部平均WSS增大为2.13Pa;而继续栓塞后,使动脉瘤整体壁面切应力显著下降,残留瘤颈远端流速明显降低;无论栓塞与否,动脉瘤流入道血管壁的壁面压力均无明显变化。 结论　颅内动脉瘤囊内血流动力学变化受弹簧圈栓塞程度和及其在瘤体内分布的影响。     

冠脉内多普勒血流速度描记评价介入治疗效果

目的 应用冠状动脉内多普勒血流速度描记技术,评价经皮冠状动脉球囊扩张术（ＰＴＣＡ）及支架植入术对冠脉血流储备的影响。方法 对２１支（１８例）有狭窄病变的冠状动脉进行ＰＴＣＡ术,其中１６支冠脉ＰＴＣＡ术后植入支架。在ＰＴ－ＣＡ前后和支架植入术后,采用Ｃａｒｄｉｏｍｅｔｒｉｃ ＦｌｏＭａｐⅡ血管腔内多普勒血流速度描记仪和多普勒导丝,测量狭窄近端和远端的平均峰值流速（ＡＰＶ）、舒张期与收缩期流速比（ＤＳ