心脏主动脉双叶瓣流固耦合模型定常流场数值的分析

目的:人工心脏瓣膜置换术后的并发症均与心瓣膜置换后引起的血流特性紊乱有关,因此分析心脏主动脉位置双叶人工机械心瓣/血液耦合系统的血流动力学特性和瓣叶机械应力分布情况,为机械心瓣的设计、优化和临床研究提供一定理论依据。方法:采用大型有限元分析软件ANSYS中的CFD(计算流体动力学)模块并运用顺序耦合分析方法分别建立物理环境和结构环境对双叶人工机械心脏瓣膜与其周围血液进行单向流固耦合分析。结果:获得了瓣膜在稳态流动情况下合理的血流速度场、压力场和流体切应力的分布情况及瓣阀的机械应力分布图。在减速时相下,人工机械瓣的速度场出现明显的湍流区、回流区及漩涡区;跨瓣压差较小,压力场有低压力分布;最大雷诺切应力出现在瓣叶窄流道附近,下游壁面附近有低切应力(雷诺切应力)分布,且峰值切应力远离壁面;人工机械瓣叶上无应力集中现象产生。结论:采用大型有限元分析软件ANSYS,建立了主动脉机械双叶瓣-血液耦合运动的两维数值模型,初步采用CFD中的顺序耦合分析方法对血液通过主动脉位置的人工机械瓣进行了单向流固耦合分析的方法是可行的。     

彩色多普勒超声心动图评估人工瓣膜置换后形态学及生物相容性

目前人工瓣膜大多数为机械瓣和生物瓣,机械瓣经过多年的工艺发展已经由球瓣、斜碟瓣发展到目前应用较广泛的双叶瓣.生物瓣具有血流动力学性能优秀,不需终生抗凝等优点,但机械瓣的生物相容性较差、生物瓣易退化损坏等问题,使人们开始对新的瓣膜制作材料进行研究,使用高分了材料制成的无支架带腱索生物二尖瓣与自然瓣膜相似,可维持人体二尖瓣生理功能、左室几何形状和血流动力学.人工瓣膜的血流动力学性能通常用跨瓣压差、有效瓣口面积、关闭量和泄漏量等指标来评价,彩色多普勒超声心动图作为无创性的检查手段,在评价其血流动力学方面有着较大的临床意义及实用价值.     

超声心动图诊断先天性主动脉瓣四叶式畸形的价值

目的探讨超声心动图诊断先天性主动脉瓣四叶式畸形(CQAV)的价值及瓣叶分型对主动脉瓣瓣膜功能的影响。方法 CQAV经胸超声心动图检查50例,同时经食管超声心动图4例,主动脉造影术1例,手术5例。重点观察CQAV瓣叶的形态、大小、厚度、回声强度、附着点、启闭形态、冠状动脉起源以及血流动力学等。根据Jagannath对瓣叶分型(Ⅰ~Ⅳ型),并按瓣叶是否相等分为瓣叶等大组(即Ⅰ型)与瓣叶不等大组(即Ⅱ、Ⅲ型或Ⅳ型)。结果 (1)分型:Ⅰ型25例(50%),Ⅱ型10例(20%),Ⅲ型7例(14%),Ⅳ型2例(4%)。(2)瓣膜功能:主动脉瓣反流46例(92%),主动脉瓣反流合并狭窄7例,瓣膜功能正常4例。瓣膜反流程度与瓣叶是否等大有关,且随年龄增长,反流增多,以40~60岁多见。(3)约10%合并其他心血管畸形。结论超声心动图可准确诊断CQAV并提供瓣膜的详细情况,瓣叶分型及瓣膜功能的评价对临床诊疗具有重要价值。     

机械瓣替换术后血栓形成机制与护理对策

机械心瓣替换有病变的天然心瓣40年来,血栓形成和血栓栓塞仍是瓣膜替换术后最常见、最严重和最难以预防的并发症[1～4]。近年来,有关血栓形成机制的研究涉及到机械瓣血流动力学特点,病人所罹患疾病的病理生理状态,及抗凝强度的调控等方面。因此瓣膜替换术后,对不同个体抗凝强度的监护是巩固瓣膜替换术疗效、防治血栓形成和血栓栓塞的关键。1　血栓形成和血栓栓塞的发生机理11　血液与人造材料的相互作用:血小板可被机械瓣的缝环、缝线、瓣膜本身,瓣周受损的心内膜组织,体外循环泵的异物表面;血小板膜类磷脂;瓣后湍流等多种因素所激活[5]。而…     

超声心动图对感染性心内膜炎患者的赘生物及其他常见并发症的研究

目的总结和探讨感染性心内膜炎患者的赘生物及其他常见并发症的超声心动图详细特征及其不足之处。方法选取2003～2008年在我院住院且确诊为感染性心内膜炎患者118例,所有患者均进行了手术和病理检查确诊。并将患者经胸超声心动图与手术、病理结果进行比较研究。结果在符合入选条件的118例感染性心内膜炎患者中,病理发现赘生物或菌落者78例,慢性瓣膜炎71例,黏液样变性13例。本组病例中,超声检查出赘生物大小2～26mm,1至多个,活动度主要为好,以强或中强回声,首先以左心房面受累;超声心动图对赘生物检出率为83.8%;并且经胸超声心动图的检出率随着赘生物增大和数量逐渐增加。超声对于赘生物形态描述主要为团块状、不均质样回声,而手术中常描述为菜花状、结节状。超声对损伤瓣膜的检出率达89.1%,对单纯主动脉瓣损伤的检出率最高;对于其他并发症的检出率如人工瓣瓣周漏、瓣膜脱垂、脓肿、假性动脉瘤、瓣叶穿孔分别为100%、95.0%、66.7%、66.7%及33.3%,虽然超声对瓣叶穿孔检出率最低,但其特异度高达99.1%,而敏感度仅为22.2%。结论超声心动图能够对大部分感染性心内膜炎患者的赘生物大小、数量及附着位置、损伤瓣叶及其常见并发症进行准确判断,但对瓣叶穿孔判断能力有待提高,对赘生物形态的描述有待与手术统一。     

不同原因所致二尖瓣脱垂超声,手术及病理对比分析

本文回顾性分析１６例不同原因所致二尖瓣脱垂超声心动图表现，结合手术及病理改变，评价超声诊断价值。除二尖瓣不同程度脱垂外，９例粘液样变性的瓣叶冗长、活动幅度增强，青少年与老年瓣膜厚度及瓣口面积有所不同。５例瓣膜感染性炎性病变中４例瓣叶不厚或瓣尖轻度增厚，见赘生物；另１例瓣膜增厚、严重变形、穿孔。以上１４例均有不同程度腱索延长、断裂。２例风湿性瓣膜病变的瓣叶增厚，部分钙化，１例无交界粘连，腱索延长     

不同骨质密度下生物型及骨水泥型股骨假体置入后的三维有限元分析

背景:患者自身骨质情况往往决定髋关节置换手术中假体的选择,目前对假体的选择尚无金标准,而通过计算机二维有限元分析、模拟对比力学实验,对不同骨密度下股骨假体类型进行选择,将更具科学性.目的:通过计算机三维有限元分析,选择不同骨密度下的股骨假体类型,并行模拟对比力学实验,从而确定临床全髋关节置换选择股骨假体的年龄标准.设计、时间及地点:开放性实验,于2006-09/2007-05 在吉林大学第一临床医院骨科研究所和吉林大学生物力学研究所完成.材料:成人新鲜股骨尸体骨.方法:利用Solidworks计算机软件建立人体股骨三维有限元模型.利用已有公式转化计算不同年龄段下骨质的密度及弹性模量,分别输入计算机.模拟人体单足站立状态,对重建的股骨模型进行力的加载与约束.主要观察指标:测量生物型和骨水泥型股骨假体在不同股骨密度下的应力分布及初始微动等生物力学特性.结果:生物型股骨假体上的整体应力在男性30～60岁年龄段分布相对较均匀,初始微动变化较小;在女性40～55岁年龄段分布相对较均匀,仞始微动变化较小.骨水泥型股骨假体上的整体应力在男性60～70岁年龄段分布相对较均匀,初始微动变化较小;在女性55岁后分布相对较均匀,初始微动变化较小.结论:计算机三维有限元分析及模拟对比力学实验结果提示,男性小于60岁,女性小于55岁使用生物型人上股骨假体优于骨水泥型人工股骨假体.     

CS无支架四叶心包二尖瓣设计优化与流体动力学研究

【目的】优化设计CS无支架四叶心包二尖瓣,评价新型瓣膜流体动力学性能。【方法】按照仿生原则,采用牛心包缝制27号CS无支架四叶原型二尖瓣和新型瓣各6枚,分别固定于测试用特制刚性瓣架上,体外测试瓣膜平均跨瓣压差、有效瓣口面积、返流量、回流百分比及流量系数,同时观察和拍摄瓣膜的运动图像。【结果】在模拟心输出量5L／min时,新型瓣其平均跨瓣压差较原型瓣减少（P〈0．05）,而流量系数较原型辩明显增加（P〈0．05）。在模拟心输出量为3L／min和4L／min时,新型瓣回流百分比较原型瓣显著减少（P〈0．005）。在模拟心输出量为3L／min、4L／min和5L／min时,新型瓣有效开口面积均较原型瓣膜显著增加（P〈0．005）,而平均返流量较原型辩明显减少（P〈0．05）。新型瓣后、侧瓣叶开放幅度增大,关闭时各瓣叶对合紧密。【结论】①新型瓣环近似圆形设计,增大了有效瓣口面积,降低跨瓣压差。②新型瓣瓣叶对称性设计,增加瓣膜关闭时瓣缘接触面积和均匀紧密度,减少了瓣膜返流量和回流百分比。③新型瓣血流动力学性能优于原型瓣。     

婴幼儿罗叶泵聚氨酯瓣膜的制作及功能测试

背景：现有成人罗叶泵使用机械瓣,但机械瓣膜的尺寸较大,对血液破坏较大,不适于婴幼儿心室辅助泵,故设计和制作尺寸小、血栓形成低的高分子瓣膜是目前研究的热点。目的：设计和制作20mL婴幼儿罗叶泵的瓣膜,并进行基本功能测试和疲劳测试方法：通过MASTERCAM软件设计瓣膜尺寸和形状,通过制作瓣膜模具和注塑获得聚氨酯瓣膜;根据ISO5840的要求测试聚氨酯瓣膜的静止泄露、跨瓣压差和耐疲劳性能。结果与结论：制作了聚氨酯三叶瓣膜,但注塑失败率较高;所制作的三叶瓣膜的基本功能基本符合ISO5840的要求;聚氨酯瓣膜在连续运行1.0×107次后,20mL罗叶泵的搏出量的变化率为5.2%。两个聚氨酯瓣膜保持完整,瓣叶无变化。说明设计并成功制作了聚氨酯三叶瓣膜;所制备的聚氨酯瓣膜能满足20mL罗叶泵的需要,已具备了临床试验的能力。     

保留相同瓣下结构比较不同人工瓣膜下游湍流剪应力的差异

背景：保留瓣下结构可引起瓣膜下游血流受阻,目前有关保留瓣下结构不同人工瓣膜下游血流受阻情况的定量研究尚不深入。目的：比较保留相同瓣下结构、不同类型人工瓣膜下游血流动力学性能的优劣。方法：按常规二尖瓣置换方法,在全麻气管插管体外循环下建立标准的猪二尖瓣置换模型。按未保留瓣下结构、保留后瓣瓣下结构以及保留全瓣瓣下结构3种术式处理猪的二尖瓣及其瓣下结构,置换的瓣膜类型为单叶机械瓣膜、双叶机械瓣膜和生物瓣膜。采用多普勒超声结合计算机图像分析技术,对猪保留相同瓣下结构的不同类型的人工瓣膜下游湍流剪应力进行体内定量实验。结果与结论：未保留瓣下结构的单叶双叶机械人工瓣膜下游血流动力学性能相当,均较生物瓣膜差。保留相同瓣下结构的不同类型人工瓣膜置换后其下游的血流动力学性能以生物瓣膜最佳,双叶机械瓣膜次之,单叶瓣膜最差。