附带局部突起的主动脉弓动脉瘤的血流动力学仿真

目的：为了弄清楚顶部附带局部突起的主动脉弓动脉瘤的血流动力学特征，因为针这种动脉瘤的血流动力学目前还较少有人研究。方法：建立了理想化的动脉瘤模型。利用计算流体力学的方法对模型中的生理性血液流动进行了仿真。结果：对流动情形、压力和壁面切应力分布进行了分析，以便评价血流动力学对动脉瘤的发展和破裂的影响。来自动脉的血流对下游瘤口和瘤顶局部突起的冲击较大。瘤顶局部突起区域的压力较高。在瘤口和突起口部位的局部壁面切应力比其他地方的要高。结论：下游瘤口和瘤顶局部突起部位是动脉瘤扩展和破裂的危险区域。     

三种截面支架对动脉瘤血流动力学影响的比较研究

目的提出不同于传统支架的三角形网丝截面支架,并对其进行数值模拟,比较圆形、矩形、三角形截面支架在动脉瘤内的血流动力学效果。方法构建3个有支架植入的动脉瘤模型,分别为圆形(CM型)、矩形(RM型)和三角形(TM型)截面支架模型,并与1个无支架的动脉瘤模型(UM型)对照。在相同的边界条件下,利用有限单元法对4个模型进行流固耦合数值模拟。结果 RM型比TM型和CM型的速度更低、流阻更高、流转时间更长,所以矩形、三角形、圆形截面支架血液流动的影响效果依次降低。在削弱壁面切应力大小、降低壁面切应力波动性方面,RM型比TM型和CM型更加显著,但CM型和TM型的壁面升压低于RM型。壁面应力分布和变形结果表明动脉瘤沿远侧壁生长的可能性大于近侧壁,瘤顶破裂的风险最大。结论 3种截面支架展示了不同的血流动力学,这些结果为血管内支架的结构设计和优化提供了有意义的参考依据。     

逆向建轨单内嵌分支覆膜支架技术修复复杂B型主动脉夹层1例

<正>B型主动脉夹层是心血管危急重症之一,具有发病急骤、进展快、病死率极高的特点。目前临床上可采用外科手术或腔内修复术治疗,其中腔内修复术相较于外科手术具有创伤小、恢复快、预后好等优势^[1],已逐渐成为B型主动脉夹层治疗的首选方式。但对于破口累及左锁骨下动脉的B型主动脉夹层,过去常因锚定区不足等原因,一度成为腔内修复术治疗的相对禁忌证。     

不同连接筋结构的支架治疗椎动脉狭窄的血流动力学数值模拟

目的 研究具有不同连接筋结构的支架治疗椎动脉狭窄后的血流动力学效果,以期为支架的设计以及介入治疗提供更加科学的指导。方法 采用Pro/Engineer建立带有狭窄的椎动脉模型和3种不同连接筋的支架模型（根据连接筋形状分别称为L-支架、V-支架和S-支架）;利用有限元分析软件ABAQUS模拟这些支架在狭窄椎动脉中扩张后的结果,并分别建立3种支架治疗椎动脉狭窄后的流场有限元模型。利用有限元分析软件ANSYS-CFX对3个模型进行血流动力学数值模拟。结果 与V型和S型连接筋相比,L型连接筋造成了较小的低壁面切应力分布面积及较少的血流停滞区。结论 L型连接筋具有较好的血流动力学效果,潜在地可降低支架内再狭窄发生的可能性,从而为支架选择、支架设计和手术规划等提供科学依据。     

冠状动脉旁路移植术后竞争血流对桥血管血流动力学的影响

目的 研究冠状动脉旁路移植术后,不同程度竞争血流对左侧胸廓内动脉管壁壁面切应力(wall shear stress, WSS)的影响。方法 基于阈值分割方法,通过采用SimVascular软件从CT图像提取并重建左侧胸廓内动脉(left internal mammary artery, LIMA) 左前降支（left anterior descending, LAD）吻合口模型。根据LAD的狭窄程度将竞争血流分为无竞争（100%狭窄）、轻度竞争（50%、75%狭窄）和高度竞争血流（0%、30%狭窄）3组。通过数值模拟方法观察上述情况下吻合口模型的血流动力学表现。结果 随着竞争血流的增加,LIMA桥血管管壁WSS逐渐降低,但是震荡程度逐渐增加。高度竞争血流组LIMA管壁平均WSS（0%狭窄：2.73 Pa,30%狭窄：2.85 Pa）明显低于轻度竞争血流组（50%狭窄：4.77 Pa,75%狭窄：6.01 Pa）和无竞争血流组(100%狭窄：8.64 Pa);而其震荡剪切指数(oscillatory shear index, OSI)（0%狭窄：0.206,30%狭窄：0.085）却明显高于轻度竞争血流组（50%狭窄：0.014,75%狭窄：0.013）和无竞争血流组(100%狭窄：0.006)。结论 当LAD狭窄程度小于50%时,大量的竞争血流会使LIMA管壁WSS明显降低,并且呈剧烈震荡的状态,这种不利的WSS表现会影响LIMA的远期通畅率,并造成手术远期疗效的下降。     

支架筋截面形状对血流动力学影响的数值分析

通过对方形、圆形和椭圆形三种横截面支架筋附近的血流动力学数值分析,对优化设计支架结构提供流体力学理论指导。利用边界元方法,计算了血液流场、血管壁切应力及支架筋所受压力。与方形和圆形截面支架筋比较,椭圆形截面支架筋对血流的扰动较小,支架筋所受压力较对称,并且支架筋间没有形成低切应力区。椭圆形截面支架筋对增加支架置入后的稳定性、防止再狭窄有一定的优越性。     

支架内再狭窄的生物力学研究进展

支架介入已成为治疗心脑血管狭窄最有效的方式之一,但术后发生支架内再狭窄的问题却不可忽视。支架内再狭窄的发生,不仅与支架-血管间柔顺性失配以及支架对血管的机械性支撑引起的应力有关,而且与支架置入后血管内血流动力学环境变化引起的内膜增生有关。回顾了狭窄血管置入支架的生物力学研究历史和现状;特别从固体力学和血流动力学的角度,阐述了近年来学者对狭窄血管置入支架的生物力学数值模拟研究进展;并分析总结了支架内再狭窄的生物力学因素。从支架介入治疗过程来看,数值模拟技术可以为研究支架置入术和支架内再狭窄之间的关系提供很好的技术手段,对支架的设计以及介入治疗提供更加科学的指导。     

冠状动脉移植管的血流动力学数值模拟

采用有限元数值计算的方法，模拟了冠状动脉搭桥术中移植管内的生理流动。计算模型包括了冠状动脉狭窄，并考虑了由于移植管直径大于冠状动脉直径而在两者缝合时移植管的变形。计算结果分析了缝合区附近的流场、二次流、壁面切应力在心动周期内的时空分布情况。计算结果表明，在缝合前端下游，存在一个低切应力、高切应力梯度的区域，在缝合区底部存在一个高切应力、高切应力梯度的区域。这两个区域都是内皮细胞增生并造成移植管术后再阻塞的危险部位。     

彩色多普勒血流成像联合STIC技术对胎儿主动脉弓及分支的评价分析

目的 研究彩色多普勒血流成像(color Doppler flow imaging,CDFI)联合时间-空间关联成像(spatio-temporal image correlation,STIC)技术对胎儿主动脉弓及分支(Aortic arch and its branches)评价作用.方法 选择深圳市龙华区中心医院...     

肾动脉狭窄形态对其血流动力学的影响

目的 探讨肾动脉狭窄(renal artery stenosis,RAS)的形态学参数对其血流动力学的影响,为临床治疗提供理论参考.方法 创建理想化RAS模型,运用计算流体力学方法探讨狭窄面积、对称性、长度和形状改变对肾动脉血流动力学影响.结果 肾灌注、压降和壁面剪切力分布与狭窄面积显著相关.当狭窄面积从50％逐步增大...     

左心室辅助装置与主动脉吻合角度对主动脉瓣膜影响的血流动力学研究

目的 探究左心室辅助装置(left ventricular assist device, LVAD)与主动脉吻合角度对主动脉瓣膜的血流动力学影响。方法 分别构建LVAD与主动脉吻合角度为45°、60°、90°的3个主动脉模型和主动脉瓣膜模型,搭建体外搏动台用于体外实验。运用粒子图像测速(particle image velocimetry, PIV)系统,选取心动周期中的3个时刻(T₁收缩峰值期,T₂瓣膜快速闭合时期和T₃舒张峰值期)探究主动脉瓣膜处血流动力学状态。结果 采用速度矢量、涡量、黏性剪切力指标评价LVAD吻合角度对主动脉瓣膜血流动力学的影响。瓣膜快速闭合时期,吻合角度增大时,瓣膜近壁面血流速度、平均涡量和最大黏性剪切力均增大。结论 吻合角度较低时,血流对主动脉瓣膜的冲击速度较小,瓣膜受到较小的剪切力,使瓣膜处于较好的血流动力学环境。研究结果为临床手术中吻合角度的选择提供参考。     

支架作用下主动脉血管壁应力分析

目的 利用有限元方法模拟主动脉覆膜支架与考虑残余应力的主动脉血管壁的耦合作用,研究支架对主动脉血管壁应力分布的影响.方法 采用应力驱动的主动脉各向异性生长模型,降低轴向和周向跨壁应力梯度,从而在理想化健康人双层主动脉模型中生成三维残余应力场;建立覆膜支架模型实现其虚拟植入;对覆膜支架作用下的主动脉血管壁进行应力分析.结...     

腔内隔绝术用覆膜支架顺应性的研究意义及进展

小口径人工血管与宿主血管间顺应性不匹配,是导致其植入后远期通畅率低的重要因素;而目前已有文献证明,腔内隔绝术用覆膜支架(SG)与宿主血管间顺应性不匹配,也是引起术后远期滑移、内漏、血流紊乱等并发症的原因。但是,这一领域的研究十分有限。综述SG顺应性的评价方法,包括通过SG体积、压力的变化计算其体积顺应性,或通过脉搏波速和瘤体压力间接反映SG的顺应性。关于SG顺应性的研究主要包括:验证SG的植入对宿主血管的影响,不同结构SG对宿主血管的影响,以及顺应性随疲劳时间推移的可能变化。同时,对改变结构优化SG顺应性进行简要综述。     

瘤颈角度对腹主动脉瘤腔内修复术后支架位移的影响

目的 研究瘤颈角度对腹主动脉瘤腔内修复术后支架位移的影响。方法 选用28名患者CT影像分别建立术前腹主动脉瘤(abdominal aortic aneurysm, AAA)模型、术后两次随访(postoperative follow-up)AAA模型和覆膜支架模型,并根据术前瘤颈角度将模型分为非严重成角组(n=14)和严重成角组(n=14)。测量每个模型的几何形态,分析手术前后AAA几何参数、术后支架位移变化。通过血流动力学模拟计算术后第1次随访模型的位移力。结果 两组患者在瘤长度、最大直径、位移力、瘤颈长度变化和瘤体积变化有明显差异(P<0.05)。支架重心位移和近端位移无显著差异(P>0.05)。在内漏发生情况上,未严重成角组中有2例,严重成角组中有4例(P>0.05)。结论 严重的瘤颈成角可导致支架位移力显著增加以及近端锚固区减小,进而增加支架位移发生的可能性。建议在临床方面医生应加强对严重瘤颈成角患者的术后随访,警惕远期内漏的发生。     

镍钛合金胸主动脉支架支撑性能数值模拟

目的研究不同支撑体高度、支撑体个数和截面尺寸对镍钛合金胸主动脉支架支撑性能的影响。方法利用Auto CAD 2016和Soild Works 2014建立27款不同参数支架模型,利用Hyper Mesh 14.0进行四面体网格划分,利用ABAQUS 2017进行支撑性能模拟分析。结果支撑体高度降低,支撑刚度增加;截面尺寸越大,支撑刚度越大;随着支撑体个数增多,支撑刚度增加。支撑性能影响因素中,影响程度由大到小依次为支撑体高度、截面尺寸、支撑体个数。结论研究结果对胸主动脉支架的开发和研究具有一定指导意义,为临床支架的选择及优化提供理论依据。     

缺血性脑卒中的体外反搏血流动力学效应及治疗策略优化

目的 探究增强型体外反搏(enhanced external counterpulsation,EECP)对于不同狭窄程度脑动脉的血流动力学效应。 方法 建立 4 个不同狭窄程度的 0D/ 3D 耦合几何多尺度血流动力学模型,开展不同反搏模式下的 EECP数值模拟,定量计算脑动脉各血流动力学指标。 其中,处于 4 ~ 7 Pa 范围的狭窄下游 TAWSS 均值、低 TAWSS 危险区域百分比、高狭窄支流量被认为可抑制动脉粥样硬化的发展,形成良好的血流动力学环境。 结果 对于 50% 、60% 、70% 、80% 狭窄,在反搏气囊放气时刻分别为心动周期内 0. 5、0. 6、0. 7、0. 7 s 的反搏模式下,血流动力学环境最优。 结论 对于 50% 狭窄脑动脉,应选择放气时刻为 0. 5 s 的反搏模式;对于 60% 狭窄脑动脉,应选择放气时刻为 0. 6 s 的反搏模式;对于 70% 、80% 狭窄脑动脉,应选择放气时刻为 0. 7 s 的反搏模式。 随着脑动脉狭窄程度增加,应当适当延长加压时长。 研究结果可为临床上对不同狭窄程度缺血性脑卒中患者 EECP 治疗方案提供理论参考。     

多层裸支架植入主动脉夹层的流固耦合数值模拟

目的提出一种基于理想几何的单向流固耦合计算方法,用于分析多层裸支架干预后主动脉夹层假腔内的血流动力学和假腔壁面应力特征。方法根据假腔是否累及分支动脉将模型分为两类,建立单向流固耦合仿真模型以考察流体域对固体域的影响。模拟不同手术策略干预下,术后假腔内的血流动力学和壁面应力状态,并对血栓形成前后的假腔壁面应力状态进行对比分析。结果忽略支架释放过程对假腔壁面应力的计算影响较小。仅用多层裸支架无法有效缩小假腔内的高流速、高壁面剪切力(wall shear stress,WSS)区域;仅用覆膜支架封堵近端入口,远端将维持高流速、高WSS区域;覆膜支架和多层裸支架联合使用会使假腔内出现最大范围的低流速和低WSS区域,最大程度降低假腔内的压力和壁面应力。与有分支动脉模型相比,无分支动脉模型术后更易形成低流速、低WSS区域,但其术后假腔内血压更高。假腔内血栓的形成可大幅降低血栓覆盖区域的壁面应力。结论所提出的计算方法可同时分析术后假腔内的血流动力学和壁面应力特征,为研究多层裸支架引发假腔血栓化及主动脉再膨大的力学机理提供支撑。     

用于心室辅助装置血流动力学性能评价的体外模拟循环系统技术进展

体外模拟循环系统(mock circulatory systems,MCS)是一个模拟人体循环系统血流动力学状态的试验平台,被广泛用于心室辅助装置和人工瓣膜等心血管人工器官的体外性能评价和生机电系统中的血流动力学响应研究。通过调整模拟心脏的驱动元件和模拟血管系统的集中参数元件,MCS可以模拟人体健康、运动、心力衰竭等不同生理状态的血流动力学特性。自1960年代至今,MCS研发目标从满足最基本的心室辅助装置或机械瓣膜的系统性能评价要求,已发展到能够复现局部重要器官的血流动力学状态。总结MCS目前的设计原则、系统搭建以及研究进展和未来展望。