动脉壁切应力在颈动脉狭窄中的作用

颈动脉分叉部动脉粥样硬化梗阻性疾病的起始与进展的血液动力学机制,在过去数十年被广泛研究。注意力集中在发现斑块最多的颈动脉球部或窦部。本文作者综述了颈动脉分叉部复杂的局部血液动力学改变,也包括了血液动力学改变所引起的特殊的细胞生物学反应的主要进展。这对于我们理解颈动脉窦部粥样硬化的血液动力学机制,改善血管内微创治疗与非创伤性治疗具有一定意义。     

自发性高血压大鼠颈总动脉的平均壁面切应力和周向应力

目的确定自发性高血压大鼠(SHR)颈总动脉的平均壁面切应力(WSS)和周向应力(CS),并与同龄正常血压大鼠(WKY)相对比,观察SHR和WKY大鼠颈总动脉平均WSS和CS的特征。方法选取12周龄SHR作为动物模型,同龄WKY为对照组;通过在体测定颈总动脉的平均血流量与平均血压,离体测量颈总动脉的无载荷状态形态学数据,以及在体轴向伸长比条件下颈总动脉段的压力(p)-容积(V)关系,确定颈总动脉平均WSS和CS;同时比较SHR和WKY颈总动脉的平均血压和血流量、无载荷和载荷状态几何尺寸以及平均WSS和CS的特征。结果与正常血压的WKY组相比,SHR组颈总动脉血压明显增高、流量明显降低;无载荷和载荷状态下SHR组动脉的内外半径均增大,载荷状态下SHR组动脉壁厚减小;SHR颈总动脉平均WSS明显降低,而CS明显增高。结论高血压和低流量引起了SHR颈总动脉重建;低WSS和高CS是SHR颈总动脉血液动力学参数的重要特征;WSS和CS的协同作用可能是反映动脉重建的敏感指标之一。     

狭窄动脉血管中管壁切应力的数值研究

对血液脉动流动时血管狭窄部位的管壁切应力分布进行研究.文中利用不可压缩的N-S方程作为计算的理论基础,采用有限差分方案作为计算手段以得到在此流动过程中的数值解.     

高血压与低切应力对大鼠颈总动脉血管重建的影响

目的研究高血压与低切应力对血管重建的影响及其机制,这对于阐明血管疾病的发病机理以及提供诊断、治疗的一些基本原理都将有重要的理论和实际意义。方法通过腹主动脉缩窄,结扎左颈总动脉的部分分支建立高血压、左颈总动脉低切应力以及高血压伴有低切应力大鼠动物模型。几何形态学方法观测左颈总动脉的壁厚及壁厚/内径比的变化;金属蛋白酶谱法分析MMP-2活性;免疫印迹法检测信号通路分子p-Akt分子以及Rho GDIα的表达变化。结果高血压和低切应力均可诱导颈总动脉MMP-2活性和壁厚及壁厚/内径比显著增加;当高血压伴有低切应力时,两者的协同作用诱导颈总动脉MMP-2活性和壁厚及壁厚/内径比进一步增加,从而促进血管重建。低切应力可诱导颈总动脉p-Akt的表达水平,且与低切应力大小相关,切应力低,p-Akt的表达水平高。当高血压伴有低切应力时,两者的协同作用诱导p-Akt的表达水平进一步增加。高血压和低切应力可诱导颈总动脉RhoGDIα表达增加;当高血压伴有低切应力时,两者的协同作用诱导颈总动脉Rho GDIα表达进一步增加。结论高血压与切应力协同作用对血管重建的影响最为显著,Akt和Rho GDIα信号通路参与了高血压与低切应力诱导的血管重建过程。     

动脉粥样硬经病变在颈总动脉分叉处分布特征

为探讨动脉粥样硬化的始动机理，对５８例尸体颈分叉标本通过大体及辅以苏丹Ⅲ，Ⅳ染色后观察，采用Ｍｉｔｃｈｅｌｌ点计数法，以动脉粥样硬化病损频率，面积及粥样化参数得到结论是颈动脉叉处动脉粥样硬化病损以及分叉处内，后侧壁高切应力区为好发部位，文内并对切应力作用进行了讨论     

白兔颈总动脉狭窄的Lyapunov指数分析

Lyapunov指数是反映非线性系统的动力学特征的重要动力学参数，本文设计了一套采集系统，将多普勒超声血流信号的时问序列数据提取出来并去噪，计算白兔颈总动脉正常时及不同程度狭窄时血流信号的最大Lyapunov指数，利用Lyapunov指数分析方法对白兔颈总动脉血流情况的动态活动状态进行研究，为动脉狭窄的分析诊断提供新的途径。     

大鼠颈总动脉与脑膜中动脉粘弹性测试

以生物力学的观点研究大鼠颈总动脉与脑膜中动脉应力松弛和蠕变粘弹性行为,为临床提供生物力学参数。对大鼠颈总动脉与脑膜中动脉进行拉伸应力松弛、蠕变实验。得出了颈总动脉与脑膜中动脉拉伸应力松弛、蠕变实验数据和曲线,以一元线性回归分析的方法处理实验数据,得出了大鼠颈总动脉与脑膜中动脉归一化应力松弛函数、蠕变函数数据和曲线及两组试样实验数据的回归系数c、d和ab、值。结果表明:脑膜中动脉应力松弛、蠕变7200s应力松弛量、蠕变量显著大于颈总动脉(P<0.05)。     

血管壁切应力变化对动脉内皮细胞间连接的影响

目的：探讨动脉血流受阻后管壁切应力变化对动脉内皮细胞连接的影响。方法：60只实验兔建立颈总动脉血流减少模型,在术后0至30天8个不同时相点,制作血流减小后的颈总动态超薄切片,透射电镜下观察内皮细胞间连接和细胞形态学变化。结果：动脉内皮细胞间连接结构及稳定性随血管壁切应力的变化而发生相应改变。3天后,在部分细胞间近腔面出现间隙;细胞间紧密连接不象正常对照那样完好而致密,胞质内未见微丝附着;可见部分动脉壁内皮细胞脱离基底膜或完全脱落人管腔。在血管壁切应力递增阶段,近腔面内皮细胞间隙消失,可见窄而短的闭锁带。结论：血管壁切应力的降低可导致动脉内皮细胞间连接结构发生改变,细胞稳定发生减小。提示低血流的切应力变化可能破坏动态内皮细胞屏蔽的完整性。     

猪髂内动脉粥样硬化狭窄模型的建立

目的建立适于进行腔内血管成形研究的猪髂内动脉粥样硬化狭窄模型。方法长白猪10头,体质量60～75 kg。采用血管内膜热空气损伤法损伤髂内动脉内膜,然后以高脂饲料喂养2个月。通过血脂测定、数字减影血管造影术(DSA)检查和血管内膜苏木精-伊红(HE)染色的方法评价靶血管狭窄程度和病理改变特点。结果实验动物中1头因高脂饮食后出现直肠脱垂死亡,余9头均建模成功。实验动物基础血清总胆固醇(TC)水平(1.882±0.217)mmol/L;甘油三酯(TG)水平(0.323±0.111)mmol/L;高脂饮食后血清TC水平(15.800±1.595)mmol/L;TG水平(2.704±0.368)mmol/L。DSA检查提示髂内动脉的狭窄程度≥70%;HE染色显示:血管内膜明显增厚,细胞数目减少但细胞体积增大,胞内脂质成分较少,中膜变薄,内中膜之间可见断裂现象,偶见胆固醇结晶,纤维斑块形成,粥样硬化病理改变为成熟的纤维斑块期。结论应用热空气损伤联合高脂喂养法制作猪髂内动脉粥样硬化狭窄模型,成模时间短,病变类型更接近于人类病变类型,是一种较为理想的适于进行腔内血管成形研究的动脉粥样硬化狭窄动物模型。     

动脉粥样硬化病变在颈总动脉分叉处分布特征

为探讨动脉粥样硬化的始动机理,对58例尸体颈动脉分叉标本通过大体及辅以苏丹Ⅲ、Ⅳ染色后观察,采用Mitchell点计数法,以动脉粥样硬化病损频率、面积及粥样化指数为参数得到结论是颈动脉叉处动脉粥样硬化病损以分叉处内、后侧壁高切应力区为好发部位,文内并对切应力作用进行了讨论.     

出口边界条件和壁厚对冠状动脉壁面剪切力和冯米塞斯应力的影响

探讨基于个体化患者计算机断层血管造影(CTA)影像的冠状动脉流固耦合(FSI)数值分析中,不同出口边界条件和血管壁模型对时间平均壁面剪切力(TAWSS)和冯米塞斯应力(VMS)的影响。根据患者CTA影像重建右冠状动脉(RCA)管腔流域三维几何;将管腔流域表面向外扩张0.5 mm,形成均匀厚度血管壁;运用类似虚拟去除斑块的方法建立不均匀厚度血管壁模型。FSI分析时,分别给予zero和impedance两种出口边界条件;获得从舒张末期开始心动周期主要时间点TAWSS和VMS的分布,比较不同模型结果的差异。结果表明, 两种出口边界条件下,TAWSS空间分布基本一致,且血管狭窄段均高于其他部位;zero条件下峰值VMS出现在压强最大时刻点0.42 s,而impedance条件下峰值VMS出现在入口血流速度最大时刻点0.64 s,并且达到前者的20倍。同是impedance出口边界条件时,TAWSS分布基本一致,没有显著性差异;两种血管壁模型中,VMS的分布一致,血管狭窄段比其他部位低,但是不均匀厚度血管壁模型中局部位置VMS绝对值高于均匀壁厚血管壁模型。医学影像技术的发展可以提供更高精度的冠脉结构以及出入口速度和压强边界条件,不但对研究血流动力学以及结构力学因素与心血管疾病的关系具有重要意义,也可以更好的服务于患者个体化诊断与治疗。     

Spatial Distribution of Wall Shear Stress in Common Carotid Artery by Color Doppler Flow Imaging

The purpose of this study is to provide a novel approach for measuring the spatial distribution of wall shear stress (WSS) in common carotid artery in vivo. WSS distributions were determined by digital image processing from color Doppler flow imaging (CDFI) in 50 healthy volunteers. In order to evaluate the feasibility of the spatial distribution, the mean values of WSS distribution were compared to the results of conventional WSS calculating method (Hagen–Poiseuille formula). In our study, the mean value of WSS distribution from 50 healthy volunteers was (6.91?±?1.20) dyne/cm², while it was (7.13?±?1.24) dyne/cm² by Hagen–Poiseuille approach. The difference was not statistically significant (t?=??0.864, p?=?0.604). Hence, the feasibility of the spatial distribution of WSS was proved. Moreover, this novel approach could provide three-dimensional distribution of shear stress and fusion image of shear stress with ultrasonic image for each volunteer, which made WSS “visible”. In conclusion, the spatial distribution of WSS could be used for WSS calculation in vivo. Moreover, it could provide more detailed values of WSS distribution than those of Hagen–Poiseuille formula.     

冠脉支架内再狭窄的血流动力学研究进展

冠脉支架术后再狭窄是严重且高发的医学事件。局部血流动力学因素,特别是壁面剪切应力(WSS),对冠脉粥样硬化斑块的形成、发展和不均匀性有着重要的影响。最近的基础和临床在体研究表明,WSS也可能与支架内再狭窄的发生有关。从支架内再狭窄的形成机制出发,分析冠脉支架后的力学环境对再狭窄的作用机制,详细阐述近年基于计算流体力学（CFD）方法的冠脉支架内再狭窄的血流动力学研究进展。     

血管壁面剪切应力的测量及其临床研究进展

总结血管壁面剪切应力(WSS)的几种测量技术和计算方法,主要包括基于磁共振或磁共振结合计算流体动力学(CFD)、计算机断层扫描(CT)、血管内超声、传统超声、超声向量血流成像和超声粒子流的血流速度测量技术,以及根据速度计算WSS的几种不同运算方法。介绍WSS计算时的另一个重要参数--血液黏滞系数(又称“血黏度”),描述该参数在精确测量WSS时的选取和计算。此外,通过现有文献论述三维向量WSS的测量以及WSS相关临床参数的计算方法,对现有的WSS临床研究做综述性的讨论。针对颈动脉、主动脉、冠状动脉、肱动脉、股动脉等不同血管,列举WSS相关的临床研究结果,并从中归纳出绝大多数临床研究认可的3个主要结论。     

弯曲血管内血流与动脉粥样硬化斑块的相互影响与作用

作为文章[1]的继续,本文在文章[1]的分析结果基础上,针对壁面对称和非对称狭窄的两种不同情况,通过数值计算给出弯曲狭窄血管内血流的轴向和周向切应力的分布曲线,并讨论其随管壁面几何参数的变化情况。同时,还讨论壁面几何参数对平均血流量和压力降影响的规律。从中发现,当狭窄较轻时(λ<0.2),壁面切应力、平均流量和压力降受狭窄度(λ)的影响不大,而在狭窄较严重时(λ>0.7),狭窄度微小的变化会引起它们急剧变化。此外,在讨论狭窄的非对称性对上述血流动力学参数的影响时还发现,非对称性只对轴向切应力有明显的影响,而对其它参量的影响并不十分显著。     

二尖瓣狭窄下游湍流剪应力体内多普勒超声定量检测的方法学研究

为建立与计算机图像分析技术相结合的人体二尖瓣狭窄下游湍流剪应力 (Turbulent shear stree,TSS)多普勒超声定量检测方法。本研究采用多普勒超声技术对正常人和不同程度二尖瓣狭窄病人组的二尖瓣下游血流速度频谱等指标进行多位点记录 ,通过计算机图像分析技术 ,测算出相关位点 TSS大小。结果表明不同程度二尖瓣狭窄组的二尖瓣下游核心位点 TSS与相对扰动强度 (Relative turbulent intensity,Irel)始终低于边界各位点 ;边界位点 TSS、Irel和流场均匀性等指标在正常对照和不同程度狭窄组之间均存在显著性差异 (P<0 .0 5 ) ,并均与有效瓣口面积 (Effective orifice area,EOA)明显相关。结论为二尖瓣有效开口面积越小 ,狭窄越重 ,射流边界 TSS和 Irel越大 ,射流核心区 TSS明显低于边界。研究结果显示 :应用与计算机图像分析相结合的多普勒超声技术所测人体二尖瓣狭窄下游 TSS与流场均匀性等常规多普勒超声指标具有良好的相关性 ,能共同反映不同狭窄程度病人瓣区血流动力学变化 ,因此表明本方法能比较准确地刻画人体二尖瓣狭窄下游 TSS的大小 ,并且 ,还具有安全无创、抗干扰能力强的特点 ,可用于瓣膜病病人瓣区流场中 TSS的定量分析。     

颈动脉狭窄合并糖尿病患者的护理体会

目的：分析颈动脉狭窄合并糖尿病患者的护理方法。方法通过对21例颈动脉狭窄合并糖尿病患者进行综合护理,总结颈动脉狭窄合并糖尿病患者的护理措施。结果21例患者均未出现并发症,正常出院。结论综合护理对预防颈动脉狭窄合并糖尿病患者发生并发症具有重要作用。     

血流切应力变化导致颈总动脉重建及其对血管平滑肌细胞凋亡和分化的影响

目的　探讨动脉血流切应力变化对动脉壁形态结构、零应力状态以及血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells，VSMC)凋亡和去分化的影响。方法　结扎大鼠左侧颈总动脉的部分分支，使血液全部经由枕动脉流出，造成左颈总动脉(LCA)低血流和低切应力以及对侧右颈总动脉(RCA)高血流和高切应力状态，以假手术不结扎动脉的动物为正常对照。取LCA和RCA，光镜和透射电镜观察血管壁组织形态学变化；测量血管零应力状态下的张开角；TUNNEL法进行原位细胞凋亡检测；免疫印迹法检测VSMC表型分化标志分子hl-calponin的表达。结果　术后7d，低切应力LCA的内径减小了13%左右，壁厚内径比显著增加，张开角显著减小；内皮下层明显增厚，VSMC凋亡数量显著增加，VSMC表型分化标志分子hl-calponin的表达量显著降低。结论　血流切应力显著降低会在短期内引起血管重建，提示VSMC凋亡和去分化可能是低血流和低切应力导致血管重建的早期事件之一。     

肾动脉硬化性狭窄的预测模型研究

目的:探讨动脉硬化性肾动脉狭窄(ARAS)的独立危险因素及预测因子,建立在冠心病(CAD)患者中筛查ARAS的预测模型。方法:选择经肾动脉造影确诊的ARAS患者232例为ARAS组,263例无ARAS者为对照组,记录动脉硬化危险因素,测定血糖、血脂、肌酐等指标,计算内生肌酐清除率(Ccr)。采用Logistic回归分析ARAS的独立预测因子,构建筛查ARAS的预测模型,以接收者操作特征曲线(ROC)分析模型的预测价值。结果:老龄(Age,≥65岁)、糖尿病(DM)、难治性高血压(RH)、Ccr降低(≤90ml/min)是ARAS的独立预测因子,Logistic回归方程为P/(1-P)=EXP(-1.87+1.17Age+1.87RH+0.58DM+0.70Ccr),预测ARAS的最佳概率值是0.41(敏感度78.4%,特异度71.1%),ROC曲线下面积为0.80。结论:年龄≥65岁、DM、RH、Ccr降低是CAD患者并发ARAS的独立预测因子,由这些独立预测因子拟合的预测模型可用于在CAD患者中筛查ARAS。