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。     

人胸主动脉血液脉动流的三维数值分析

目的:探讨在正常生理脉动流条件下人体胸主动脉内血液流动速度、血管壁面压力和壁面剪应力的分布,为阐明主动脉夹层的发病机制提供理论依据.方法:运用计算流体力学方法和血流动力学的基本原理,对正常人的胸主动脉内血液脉动流进行三维数值模拟.结果:计算获得了正常人的胸主动脉内血液流动在心动周期不同时刻的壁面压力、壁面剪应力、速度和流线分布.收缩期的血管壁面压力比舒张期的血管壁面压力具有更大的量值和变化幅度;在整个收缩期过程中,外侧壁的压力明显地高于内侧壁的压力;主动脉弓和降主动脉的交界处存在明显的压力降.主动脉弓外侧壁的壁面剪应力比主动脉弓内侧壁的壁面剪应力要小很多;主动脉弓内侧壁的壁面剪应力比主动脉弓外侧壁的壁面剪应力具有更大的量值和变化幅度,呈现出周期性的交变应力.结论:血管壁面压力可能与主动脉夹层的发生有关.     

关注主动脉血管异常形变，预防腹主动脉瘤的形成

背景　临床数据显示,腹主动脉瘤（AAA）的发病率呈逐年上升趋势,AAA的发病原因不但有血管自身生化性质的内因,也有血液血流动力学的外因。从生物力学“应力-生长理论”来看,异常的血流力学环境将会导致血管结构重建,致使血管疾病的产生。目的　探究主动脉血管发生异常形变时,其内部血流动力学特性对AAA的产生及发展的影响。方法　2016-06-15至2017-07-31采集内蒙古民族大学附属医院神经内科1例人体健康主动脉血管、2例典型AAA病变主动脉血管的临床CT图像数据。运用医学影像三维重建技术将3例CT图像数据重构出与真实血管一致的三维血管结构模型,并利用计算流体力学软件FLUENT 14.5进行数值模拟。基于相同血流入口速度在不同血管结构模型内血流动力学特性的计算结果,对比不同血管壁面切应力分布及发生AAA后的血管内血液流场及其二次流分布情况,探究血管发生异常弯曲、扭曲等形变后,其内部的血流动力学特性的变化,分析导致AAA产生的血流动力学原因。结果　相同入口速度前提下,与健康人体主动脉血管中血流状态相比,血流速度及方向在2例AAA病变模型中主动脉弓弯曲处血液流速降低,在弓部弯曲内侧区域发现明显环流。计算AAA患者动脉血管结构模型截面内血液二次流分布发现,血管主动脉弓处的血流出现涡旋流动,经过主动脉弓段后血流较为正常,且血流速度偏小,流经AAA弯曲处血流速度局部变大。与健康血管模型的切应力分布相比,除血管各出口位置的切应力较大外,人体主动脉弓段的切应力较小,但健康人体血管的壁面切应力稍大,且切应力在血管壁面分布较均匀。结论　与健康人体相比,AAA患者血管发生异常弯曲、扭曲等形变的同时伴有二次流的存在,且高速、涡旋的二次流现象会对血管壁造成不可缓解的冲击,从而导致AAA的产生,并使AAA的直径逐渐增大。     

胸主动脉覆膜支架原位开窗技术的应用现状

主动脉弓部病变血管内治疗因病变部位解剖复杂、毗邻重要分支而颇具挑战性。主动脉支架原位开窗技术作为处理此类复杂部位病变的一种超适应证方法,充分利用目前可获得的器械,在保留弓上分支血管的前提下,尽可能发挥胸主动脉血管内修复术的微创优势。原位开窗技术的特点是释放主体支架后,通过在支架壁上运用不同方法破膜,形成与分支血管对合的窗口,再通过窗口植入分支支架,维持隔绝区域分支血管的血流。该技术目前临床应用越来越广泛。本文就原位开窗技术的操作步骤以及临床应用进展作一综述。     

主动脉瘤微创介入手术为高龄老人成功“拆弹”

正近日,武汉大学人民医院血管外科邓宏平教授采用主动脉瘤微创介入技术,破解高龄老人手术难题。患者80岁高龄,体检中发现胸主动脉瘤合并腹主动脉瘤,且胸主动脉瘤巨大,同时主动脉及分支多发硬化、严重钙化伴附壁血栓形成。经多方会诊最终制订了"胸主动脉支架植入+主动脉弓部三分支血管开窗重建"的微创手术治疗方案。手术不仅完全隔离了主动脉弓部瘤体,恢复正常血流方向,从而避免了对主动脉瘤的冲击,而且还完整地保留主动脉弓部的左锁骨下动脉、左颈总动脉、头臂干动脉3个重要分支血管,从而避免分支支架与主支架之间的内漏发生。(人民网,http://health. people. com. cn/n1/2021/0908/c14739-32220890. html)     

单分支支架血管植入技术在急性A型主动脉夹层全弓替换加支架象鼻植入术中的应用

目的 探讨单分支支架血管植入技术简化急性A型主动脉夹层全主动脉弓替换的可行性.方法 2008年6月至2009年9月,福建医科大学附属协和医院心外科23例急性A型主动脉夹层患者接受升主动脉及全主动脉弓人造血管替换和单分支支架血管植入术.当体外循环鼻咽温度降至20℃时,停止下半身灌注,横断左颈总动脉并缝闭其近端开口.于左颈总动脉和无名动脉间横断主动脉弓,将单分支支架血管植入近端胸降主动脉真腔内,并将其分支植入左锁骨下动脉.应用三分支人造血管替换升主动脉和主动脉弓,并与无名动脉、左颈总动脉相连接.结果 术中均能顺利地植入单分支支架血管.平均体外循环时间、心肌阻断时间、下半身停止灌注时间和选择性脑灌注时间分别为( 161±32)、(97±20)、(21 ±4)和(31±6)min.术后无并发症,均痊愈出院.术后3个月电子束CT检查结果示:主干支架血管和分支支架血管通畅,周围无血流,单分支支架血管植入部位的主动脉夹层假腔闭合.结论 应用单分支支架血管直视植入来简化急性A型主动脉夹层全主动脉弓替换是可行的;这种方法避免了常规主动脉弓替换术中较深部位的左锁骨下动脉吻合和左锁骨下动脉远端的远端人造血管-降主动脉吻合.     

三分支主动脉弓覆膜支架植入治疗Stanford A型主动脉夹层的研究

目的：总结三分支主动脉弓覆膜支架治疗Stanford A型主动脉夹层的临床经验。方法：2009年3月至2011年4月,13例Stanford A型主动脉夹层患者在体外循环下先进近心端操作,降温至20℃,停循环,选择性脑灌注,经无名动脉近端升主动脉横断切口,采用三分支主动脉弓覆膜支架重建主动脉弓,主干支架血管近端与替换近端升主动脉的人造血管端端吻合,主动脉根部用自体心包片与右房建立分流,出院复查心脏彩超和主动脉电子束CT。结果：所有患者术中均顺利植入三分支主动脉弓覆膜支架,体外循环时间（221.33±37.98）min,心肌阻断时间（124.77±50.00）min,停循环时间（28.38±8.12）min,选择性脑灌注时间（19.30±9.57）min。术后早期死亡1例,死因分别为不完全肠梗阻以及急性缺血性脑病,最终引起多器官功能衰竭。出院时复查主动脉电子束CT提示：主干支架血管及分支血管通畅,无扭曲,主动脉弓和胸降主动脉假腔部分血栓形成。结论：采用三分支主动脉弓覆膜支架治疗Stanford A型主动脉夹层可简化主动脉弓部手术,降低手术风险,适合于人多数Stanford A型主动脉夹层患者的治疗,长期效果尚需进一步观察。     

夹层动脉瘤围手术期护理

夹层动脉瘤系指各种原因造成的动脉壁内膜破裂并在内膜与外层之间，由于血液体力学的压力沿此层面纵行剥离而形成的壁内血肿。病变主要局限在升主动脉或降主动脉，但也可广泛涉及整个胸主动脉、降主动脉及分支血管。此病是一种严重的血管疾病，易发生动脉瘤破裂而死亡，目前主要治疗手段是主动脉带瓣管道移植及人造血管置换术。但手术复杂，转流时间长，术后护理要求高。     

小鼠主动脉弓狭窄术左室肥厚模型的评价研究

目的 探讨高频超声多普勒检测主动脉弓狭窄术(TAC)主动脉弓血流速度时间积分,早期评估左室肥厚(LVH)模型建立的可靠性。方法 采用TAC小鼠LVH模型,多普勒超声检查主动脉的血液流速度时间积分,结合心动超声影像,左室质量指数,病理组织学方法检查,评价心脏功能。结果 小鼠行TAC术后3 d, TAC组主动脉弓处血流速度峰值较假手术(Sham)组明显加快(P<0.01),结扎处血管直径TAC组较Sham组狭窄,具有统计学意义(P<0.01),提示TAC手术早期构建LVH模型成功。小鼠行TAC术后2周主动脉结扎处血流速度积分与左心室射血分数(LVEF)成负相关(r=0.901,P<0.01)。小鼠LVH模型TAC术后2周、4周后,心脏超声检查显示,收缩末期左室室间隔厚度,LVEF,短轴缩短率与Sham组有明显差异(P<0.01)。TAC术后2周、4周后小鼠心脏体积明显较Sham组增大,病理组织学检查,心肌组织发生不同程度的变化。结论 应用高频多普勒超声检测TAC术后小鼠主动脉弓狭窄处的血流速度时间积分,可以评估LVH模型建立的可靠性。     

基于非牛顿流体的体外反搏下冠状动脉血流动力学研究

目的：基于心血管患者的冠状动脉血管模型与血液的非牛顿黏性特征,通过计算和分析血管内血液流动的各个动力学参数,探讨增强型体外反搏对冠状动脉狭窄处血流动力学的影响。方法：基于心血管患者冠状动脉造影的CT图像,用Mimics软件对左冠状动脉及其主要分支进行三维重建;利用有限元方法,对冠状动脉模型进行流体力学计算。假设血管壁不发生变形,血液为不可压缩流体,血液黏性符合非牛顿流体规律,分别计算在体外反搏前和处于体外反搏时,在非定常速度进口的条件下的血流动力学参数的变化规律。结果：相对于体外反搏前,在体外反搏时,流线中的回流和二次流基本消失,而且在狭窄处下游,壁面剪切应力明显变大,振荡剪切指数明显变小。结论：体外反搏特征对冠脉血流动力学特征有重大改善,可以起到辅助治疗心血管疾病的作用。     

一种新型的压差介导开窗式主动脉腔内移植物系统的实验研究

背景：近年,主动脉腔内隔绝术的挑战是如何通过完全腔内治疗的方式处理累及分支动脉的病变主动脉,虽然许多新型腔内移植物产品已经应用于临床且早期疗效肯定,但是,这些新产品不仅需要对主动脉及其重要分支进行严格的术前影像评估,如近端锚定区,病变和分支动脉的精确测量,而且需要时间为患者量身定制腔内移植物。因此,限制了微创治疗主动脉病变的应用范围。为解决这一难题,本研究设计一种新型腔内移植物系统,通过主动脉与分支动脉间的压力差,诱发移植物的覆膜自动“开窗”,并到达保存分支,减少并发症的目的。 方法：选用实验猪12头（雄性8头,雌性4头）,压力传感器同步测量覆膜支架封堵分支前后,左锁骨下动脉与主动脉弓间的血压差大小及变化情况。根据动物体内测的压力差大小,通过多重纺织成型技术试制能在该压力差诱导下出现覆膜变形和渗漏的新型移植物覆膜,即多重纺织密度人造覆膜（MDPM）。将MDPM缝合到直管型覆膜支架上制成移植物样品,在体外模型内测试其压力变形和渗漏能力。 结果：12头猪全部成功植入管型腔内覆膜支架封堵左锁骨下动脉并成功测压,猪左锁骨下动脉被管型腔内覆膜支架完全封闭后,主动脉弓血压比左锁骨下动脉血压高42.78±5.17mmHg（P<0.001）。将此种覆膜整合到普通直管型主动脉覆膜支架,操作简单易行,移植物系统且易于导入和准确定位释放。当MDPM两侧压力接近40mmHg,LSA分支出口处可见明显造影剂漏出。 结论：首次提出压差介导开窗式主动脉腔内移植物系统的设计,也许能为主动脉腔内修补术开创一种新的思路。关于压差介导开窗式主动脉腔内移植物系统在活体内的可行性有待进一步研究。     

彩色多普勒超声诊断头臂型大动脉炎的价值

目的：探讨彩色多普勒超声诊断头壁型大动脉炎的临床价值。方法：用Aspen彩色超声诊断仪,探头频率7～10MHz,对20例头壁型大动脉炎患者进行二维与彩色多普勒超声检查。结果：二维超声显示主动脉弓分支多条血管病变,表现为血管内膜不规则增厚、管腔狭窄或闭塞,根据狭窄程度不同,彩色多普勒呈高速湍流、低速血流及无血流信号。结论：彩色多普勒超声对头壁型大动脉炎有确诊价值,且有无创、重复性好等优点,可作为诊断大动脉炎常规首选检查方法。     

二维及多普勒超声对头臂型大动脉炎的诊断价值

作应用二维超声显像、脉冲及彩色多普勒技术首诊９例头臂型大动脉炎，均经数字减影血管造影检查证实，二维超声显示主动脉弓分支多条血管病变，表现为血管内膜不规则增厚，管腔狭窄或闭塞，根据血管狭窄程度不同，彩色及脉冲多普勒显示高速湍流、低速血流及无血流信号。结果表明：二维超声显像及多普勒技术对头臂型大动脉炎有确诊价值，且有无创、重复性好等优点，可作为诊断大动脉炎常规首选检查方法。     

颈部椭圆中心Tricks扫描在主动脉弓分支血管病变诊断中的应用

目的 探讨颈部椭圆中心Tricks（时间决定造影剂动态成像法）扫描技术在主动脉弓分支血管病变诊断中的应用。方法：收集我院36例患者资料，机器为GE signa HD 1．5T磁共振仪：应用椭圆中心Tricks扫描技术，对主动脉弓分支血管进行连续不间断扫描，利用多平面重建及最大强度投影技术对原始图像进行血管重现。结果：36例中有35例主动脉弓分支血管显示良好符合诊断要求，1例检查失败。其中右侧锁骨下动脉狭窄5例，左侧锁骨下动脉狭窄2例；左、右侧椎动脉狭窄各3例；颈总动脉狭窄左侧3例，右侧5例：无名动脉狭窄7例，1例检查失败。结论：椭圆中心Tricks能清晰显示主动脉弓分支血管走形及内腔狭窄程度，为临床医生提供准确的诊断定位及治疗依据。     

联合应用脑血流多普勒和近红外光谱测定技术监测深低温停循环选择性脑灌注中大脑功能的意义

目的联合应用脑血流多普勒（TCD）和近红外光谱（NIRS）测定技术监测全主动脉弓置换术中的大脑中动脉（MCA）血流流速和脑血氧饱和度的变化,为采取最佳的神经系统保护措施提供临床依据。方法选取12例拟应用深低温停循环（DHCA）选择性脑灌注行全弓置换术的患者。于麻醉诱导后将TCD探头置于颞窗,将NIRS的探头置于患者的额头,并分别采集围术期、术中以及术后的血流动力学指标、脑血流流速和脑血氧饱和度的指标。结果全组患者无死亡和术后神经系统并发症。术中平均动脉压与脑血氧饱和度（rO2）没有明显的相关性;而MCA的平均血流速（mVmca）与rO2明显相关;主泵流量与rO2明显相关。开始顺行性脑灌注（ASCP）后,mVmca、rO2和混合静脉血氧饱和度（SVO2）都明显低于ASCP开始前和恢复流量后,且ASCP的流量和mVmca和rO2明显正相关。当DHCA过程中ASCP的流量低于10 ml/kg体重时,TCD则探测不到MCA的血流信号,维持ASCP流量大于10 ml/kg体重可以维持一定的MCA脑血流流速和维持rO2〉45%。在体外循环结束后,mVmca和rO2则恢复到体外循环前水平。结论联合应用TCD和NIRS能有效的反应大脑在DHCA选择性脑灌注期间的血流和氧代谢的状态,对于DHCA选择性脑灌注过程中的大脑灌注流量的调整有重要的指导意义。     

主动脉弓计算流体力学模型的建立与应用

目的基于MRI断层资料建立主动脉弓计算流体力学模型,模拟真实血流条件下的血流运动。方法对志愿者主动脉弓行MRI扫描,通过Mimics 14.1交互式图像控制系统建立主动脉弓的三维模型,利用RapidForm XOR3软件对主动脉弓三维模型实体化,然后利用ANSYS Fluent对实体模型进行网格划分,最后模拟真实条件下的主动脉弓内部血液的流体力学特征。结果流体力学模型精确地反映了主动脉弓的形态,并获得了主动脉弓内部的流场数据。结论计算流体动力学模型可为科研的、合理的数字化主动脉弓疾病研究提供一个虚拟的执行平台,计算流体力学分析方法可以为主动脉弓疾病的诊断提供一种临床预警辅助诊断手段。     

standford A型主动脉夹层对弓部影像学数据测量的影响

目的:通过多排螺旋CT(MDCT)血管成像对主动脉弓及其分支血管的相关数据进行测量(如直径间距及角度),为主动脉夹层弓部手术提供基础数据参考。方法:收集本院2004年1月到2014年12月就诊的主动脉A型夹层患者的CTA资料,选择420例患者作为研究组。通过Philips DICOM Viewer R2.6L1-SP2软件及自带测量工具测量各血管的直径、间距及角度。结果:420例患者中,标准型占总病例数的96.3%,占变异型总病例数的3.6%。标准型主动脉弓部直径在性别、年龄、病程及有无高血压组有统计学意义(t=-4.753,P<0.05;t=-2.578,P<0.05;t=-5.238,P<0.05;t=1.01,P=0.313),而在是否马方组无统计学意义(t=1.597,P=0.111)。夹层累及分支与否,对IA直径有统计学意义(t=2.041,P<0.05);对LCCA、LSA直径无统计学意义(t=0.076,P=0.941;t=0.239,P=0.811)。夹层病例弓部分支直径(中位数)IA、LCCA及LSA分别为15.7 mm、10.5 mm及12.3 mm。IA-LCCA间距为18.68±4.21 mm;弓部是否扩张,其间距有统计学意义(t=1.018,P=0.309);LCCA-LSA间距为17.80±3.38 mm,弓部是否扩张,其间距无统计学意义(t=0.382,P=0.703)。夹层是否累及IA,其间距无统计学意义(t=-2.000,P=0.845)。夹层是否累及LSA,其间距无统计学意义(t=-0.508,P=0.612)。夹层累及分支与否,对IA、LCCA、LSA与弓主干夹角无统计学意义(t=0.973,P=0.331;t=0.452,P=0.653;t=0.106,P=0.542)。结论:得到国人A型夹层弓部及其分支血管的各参数范围,为主动脉夹层弓部手术提供基础数据参考。