人工心瓣脉动流试验中,主动脉根部压力、流量波形重建的实验研究

本文针对目前国内外在人工心瓣体外脉动流试验中,难以直接、准确地检测模拟主动脉根部压力、流量波形的状况,对可能导致的测试结果非客观、可比性问题进行了脉动流实验研究,并依据前文所建立的理论方法,对在现有人工心瓣体外脉动流检测装置上重建可消除测点后移误差的主动脉根部压力、流量波形,进行了流体力学实验模拟研究。     

人工心瓣脉动流模拟试验中,主动脉根部压力、流量波形重建的理论与方法

本文针对目前国内外在人工心瓣体外脉动流试验中难以直接、准确地检测模拟主动脉根部压力、流量波形,从而影响测试结果的客观性、可比性的问题,提出了一种方法,可在现有人工心瓣体外脉动流检测装置上重建主动脉根部假想进口流动已充分发展、未受瓣膜扰动时的压力、流量波形。该方法具有数学处理简便、快速、适应性强、较为准确的特点。     

人工心瓣脉动流模拟实验系统的学习控制

０　引言　　目前，国内外为开展人工心瓣的研究已建立了多种脉动流模拟实验装置［１～４］，图１为本文所应用的模拟实验系统的结构图。从控制的角度看，人工心瓣脉动流模拟实验系统是一个多输入、多输出的复杂的非线性系统。系统的输出状态，如左心室压力、主动脉压力和血液流量等受多方面因素的影响，如驱动电压、特征阻力器、顺从器以及外周阻力器和顺从器等。各个因素之间又相互耦联，从而造成调整系统到期望的状态以满足人工心瓣的多种实验要求，成为一非常复杂和困难的过程。传统的脉动流模拟实验系统多采用人工调整的方法，很费时、…     

同种主动脉瓣作为人工心瓣流体动力学特性测试标准参比瓣的研究——原位移植式安装、脉动流测试结果

本研究采用类似于临床原位移植方法,将同种动脉瓣固定在PS—1型装置的主动脉瓣位上。脉动流测试结果表明:此无结构和材料缺陷心瓣表现出理想心瓣特性:小而相对固定的瓣膜关闭容积、无舒张期泄漏、瓣环可扩张,在相对于正常成人的模拟心率和心输出量时,有效开口面积不小于其对应的肺动脉瓣环径解剖值。这是用此装置测试人工心瓣血流动力学性能的绝对标准。与在体正常值比较,测试高估收缩期跨瓣压差,瞬时最大跨瓣压差这一参数的意义值得怀疑。测试结果缺乏规律,模拟左室压力波形与病理波形一致,表明采用同种主动脉瓣作为人工心瓣脉动流测试的标准参比尚需进一步研究。     

YPV-I型牦牛心包瓣膜动物体内血流动力学

本研究报导了用20—23mm牦牛心包瓣置换二尖瓣的山羊11例。在术中测定置换前、后的左心房和左心室压力曲线,以及主动脉流量曲线。用同时测得的曲线计算出经天然和人工心瓣的平均压力降和平均流量。再根据Gomin公式求得心瓣的有效开放面积。在我们的实验条件下,人工心瓣的平均经瓣压力降比天然心瓣高出50％左右,前者的有效开放面积比后     

同种主动脉瓣作为人工心瓣流体动力学特性测试标准参比瓣的研究 支架固定、脉动流测试结果

在尽量保留天然结构的基础上,本研究用支架将同种主动脉辦固定在成都科大人体循环模拟系统的主动脉瓣位上,通过调整测试状态得到此种心瓣可能的最佳脉动流特性。此特性基本符合理想心瓣的特性,测试结果与临床同种瓣移植的在体观察一致,表现出较强的规律性,测试过程中装置的流动特性高度相似于生理,表明用同种主动脉瓣作为人工心瓣流体动力学特性测试的标准参比瓣完全可行且符合临床实际。为在成都科大人体循环模拟系统上,进行人工心瓣脉动流测试提供了最佳对照标准。因此采用本研究方法可建立不同测试间的可比性。     

窦管交界锥度对生物瓣影响的脉动流实验研究EI北大核心CSCD

为了探究窦管交界直径呈现不同锥度角对于人工生物瓣膜性能的影响,对窦管交界不同锥度角的主动脉根部模型进行脉动流实验研究。通过三维打印方法制作窦管交界锥度角分别为0度、1度、3度和5度的4组主动脉根部模型。将人工生物瓣膜装配在主动脉根部模型上,在脉动循环模拟系统中进行不同心搏出量条件下的脉动流实验测试。心率设定为70次/分,脉动流流动速率分别为2~7 L/min。在每个脉动流流动速率条件下测试10个心动周期并将结果取平均值。实验结果显示,主动脉根部窦管交界不同锥度的模型,跨瓣压差符合国内标准,均在10 mm Hg之内;窦管交界锥度对于返流百分比存在影响,较小的窦管交界锥度有利于降低返流百分比;在心搏出量较小的情况下,较小的窦管交界锥度有利于增大有效开口面积,而在心搏出量较大的情况下,较大的窦管交界锥度有利于增大有效开口面积。实验结果表明,在临床手术过程中,对于心搏出量较低的情况,建议多考虑较小的窦管交界锥度;而对于心搏出量较高的情况,建议多考虑较大的窦管交界锥度。     

窦管交界锥度对生物瓣影响的脉动流实验研究

为了探究窦管交界直径呈现不同锥度角对于人工生物瓣膜性能的影响,对窦管交界不同锥度角的主动脉根部模型进行脉动流实验研究。通过三维打印方法制作窦管交界锥度角分别为0度、1度、3度和5度的4组主动脉根部模型。将人工生物瓣膜装配在主动脉根部模型上,在脉动循环模拟系统中进行不同心搏出量条件下的脉动流实验测试。心率设定为70次/分,脉动流流动速率分别为2~7 L/min。在每个脉动流流动速率条件下测试10个心动周期并将结果取平均值。实验结果显示,主动脉根部窦管交界不同锥度的模型,跨瓣压差符合国内标准,均在10 mm Hg之内;窦管交界锥度对于返流百分比存在影响,较小的窦管交界锥度有利于降低返流百分比;在心搏出量较小的情况下,较小的窦管交界锥度有利于增大有效开口面积,而在心搏出量较大的情况下,较大的窦管交界锥度有利于增大有效开口面积。实验结果表明,在临床手术过程中,对于心搏出量较低的情况,建议多考虑较小的窦管交界锥度;而对于心搏出量较高的情况,建议多考虑较大的窦管交界锥度。     

人工心瓣在脉动循环模拟系统上的能量损耗的研究

本文对常用的不同尺寸的５种人工心瓣在脉循环系统的主动脉瓣位，在不同的心率，心输邮量和主动脉平均压下进行能量损耗（Ｅｎｅｒｇｙｌｏｓｓｅｓ）的评价。人工心瓣的能量损耗据所计录的左心室压，主动脉压，前反向的跨瓣流量而计算。结果表明，跨瓣压关（ΔＰ）主输量（ＣＯ）的增加而增加，随心率（ＨＲ）和心瓣尺寸（ＶＳ）的增加而减小；跨瓣反流量（Ｒｅｇ）随ＶＳ的增加而增加，且除笼球瓣外，Ｒｅｇ随ＣＯ的增加而减少；主     

脉动流实验装置研究

为了进一步研究脉动流的压力和流量分布规律,本文设计了一套可以产生脉动流,并可进行弹性管道内流体压力和流量测量的实验装置。首先参照工业用液压系统的原理,利用单片机89S51控制电磁阀的开关频率,得到入口流脉动频率;再利用LabVIEW编写采集程序,得到管道内流体压力及流量的测量数据。通过初步测试及数据结果分析得出压力与流量的不同分布特征,即入口流脉动频率增加时,流量增加,管壁受到的压力也增大;对于相同的入口脉动频率,随着与动力源距离的增加,压力减小,流量没有显著变化。本文测试结果将为进一步的临床实验提供有效实验依据。     

同种主动脉瓣作为人工心瓣流体动力学特性测试标准参比…

本研究采用类似于临床原位移植方法，将同种动脉瓣固定在ＰＳ－１型装置的主动脉瓣位上。脉动流测试结果表明：此无结构和材料缺陷心瓣表现出理想心瓣特性：小而相对固定的瓣膜关闭容积，无舒张期泄漏，瓣环可扩张，在相对于正常成人的模拟心率和心输出量时，有效开口面积不小于其对应的肺动脉瓣环径解剖值。这是用此装置测试人工心瓣血流动力学性能的绝对标准。与在体正常值比较，测试高估收缩期跨瓣压差，瞬时最大跨瓣压差这一参数     

热解碳翼形双小叶心瓣在动物体内的血流动力学

本工作对热解碳翼形双小叶心瓣在山羊身上进行了血流动力学性能的评价。用内径为16mm的这种人工心瓣作二尖瓣置换术。经换瓣前、后测量的左心房、室压力曲线及升主动脉的流量曲线而计算出经瓣压力降、经瓣血流量和心瓣有效开放面积分别为:0.57±0.16KPa对0.54±0.20KPa (P>0.5)、69.07±16.92ml.sec~(-1)对47.51±13.02ml.sec~(-1) (P<0.01)和1.10±0.28cm~2对0.77±0015cm~2(P<0.01)。与本研究室所研究的内径为20mm的YPV-Ⅰ型牦牛心包瓣膜相比,心瓣置换前的此三个参数和置换后的经瓣血流量无显著性差异(P>0.5)。但置换后,双小叶心瓣的经瓣平均压力降低于牦牛心包瓣(P<0.01);双小叶心瓣的有效开放面积大于牦牛心包瓣(P<0.01)。如果两种人工心瓣的尺寸相同,则本文研究的双小叶心瓣会有更好的血流动力学性能。     

体外模拟心血管系统血液动力学性能分析

为研究人工心脏和心血管系统之间的血液动力学作用机制．根据弹性腔模型建立了一套能反映血液动力学特性的体外血液循环模拟实验装置，测试血液动力学参量与心室后负荷（即外周力R和动脉顺应性C）以及每搏心输出量Vs，心动周期T和心室收缩时间间隔Ts，前负荷等六个参量之间的相互关系．通过改变六个参量中的某一个参量而固定其余参量，测试这个参量对动脉血压及流量的影响情况。实验结果与生理情况和数学模型分析相符合。压力和流量波呈脉动性，与真实生理波形相似。整个模拟装置能够反映血液动力学特性。     

心室流腔角度对主动脉瓣影响的脉动流实验研究

目的探究左心室流腔与主动脉轴线所呈角度对主动脉瓣力学性能的影响。方法依据从华中科技大学同济医学院附属协和医院获得的患者CT图像上的心室流腔角度大小,通过3D打印技术制作心室流腔角度分别为0°、16.5°和30°的3组主动脉根部模型。然后将人工生物瓣安装在主动脉根部模型上,在Vivitro心脏-血管模拟实验系统中进行不同心输出量条件下的脉动流实验。心率设定为70次/min,脉动流流动速率分别为2、3、4、5、6、7 L/min的条件下,测试瓣膜的跨膜压差、反流比和有效开口面积。在每个脉动流流动速率条件下测试10次,取平均值。结果不同心室流腔角度模型之间,生物瓣的跨膜压差存在差异但均符合国家标准GB 12279—2008/ISO 5840:1996,即小于10 mmHg(1 mmHg=0.133 k Pa)。对于心输出量较低的情况,较小的心室流腔角度有助于反流比的下降,较大的心室流腔角度有助于增大瓣膜的有效开口面积;而对于心输出量较高的情况,较小的心室流腔角度有利于瓣膜有效开口面积的增大。结论手术时,医生可根据患者的各项参数大小选择合适的心室流腔角度。     

利用硅胶管流动腔系统模拟动脉脉动血流切应力和周向应力环境

目的选择硅胶管流动腔的前、后负荷,模拟生理脉动流条件下动脉内皮细胞所承受的切应力和周向应力环境。方法利用在体脉动血流切应力和周向应力波形,在求得硅胶管流动腔几何和力学特性的情况下,反向求解硅胶管流动腔内径、压力和流量波形;根据所求得的压力和流量波形,确定出硅胶管流动腔的后负荷(即输入阻抗)条件;利用冯忠刚等提出的三弹性腔九元件集中参数模型模拟该后负荷,并求出各元件参数。结果三弹性腔九元件集中参数模型模拟出的输入阻抗模和幅角与目标输入阻抗模和幅角能较好的吻合。结论该方法为选择合适的硅胶管流动腔前、后负荷,构建能较真实再现动脉脉动血流切应力和周向应力环境的硅胶管流动腔系统提供了一定的理论依据。     

急性血容量变化对犬大动脉顺应性的影响

本文测量了14条麻醉犬主动脉根部的压力及流量波形,籍以计算犬主动脉特性阻抗(Zc)与动脉零压顺应性(Co)。用急性改变血容量的方法来改变大动脉平滑肌活性,观察大动脉平滑肌活性对Zc与Co的影响。测得了大动脉平滑肌活性的改变。为心血管生理、药理及流行病学等研究,提供了一个简便易测,人为误差小的测量方法。     

腹部高能创伤瞬间主动脉内血流动力学变化的模拟实验

为了探讨枪伤远达效应的发生机制，设计了模拟实验，在模拟腹部枪击瞬间用压力传感器测试计算了主动脉内血流动力学的变化。实验结果与显示击瞬间主动脉内压力高，压力上升速度快，血流速度快，压差大，流量大。     

体外反搏对剪切应力脉动性影响的实验研究

为研究体外反搏治疗心肌缺血时不同压力对体内各处血管剪切应力脉动性的影响 ,本研究从六条开胸犬在四种压力情况下实时测量其头臂干、胸主动脉等处的血流量 ,并计算出各处剪切应力的变化。统计结果表明 :不同压力作用下体外反搏使剪切应力脉动性的改变是不同的。     

锥形血管内血液脉动流的数值模拟

将锥形血管与人体血液的脉动流动联系起来研究发展中的血液流动问题 ,给出了锥形血管的几何模型、血液流动的理论模型、生理边界条件以及计算条件 ;根据人体生理脉动流条件 ,建立了血流平均速度函数 ,并就此对三维锥形血管内的血液脉动流动进行了数值模拟 ,获得心动周期不同时刻的轴向速度、径向速度、断面压力和轴向压力分布曲线。将数值模拟计算结果与实验和分析计算结果进行对照 ,讨论了锥形血管内血液脉动流的特点。     

体外反搏对剪切应力脉动性影响的实验研究

为研究体外反搏治疗心肌血时不同压力对体内各处血管剪切应力脉动性的影响,本研究从六条开胸犬在四种压力情况下实时测量其头臂干、胸主动脉等处的血流量,并计算出各种剪切应力的变化。统计结果表明：不同压力作用下体外反搏使剪切应力脉动性的改变是不同的。