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冠状动脉瘤是局部冠状动脉直径扩张至正常尺寸的1.5倍以上,是一种罕见的心血管疾病。冠脉瘤患者临床表现一般与狭窄缺血心脏病相同,如心绞痛、血管痉挛或血栓引起的急性心肌梗死,通常采用大隐静脉(SVG)或左乳内动脉(LIMA)搭桥手术治疗。但因其罕见性,冠脉瘤引起缺血的血流动力学机制尚不完全清楚,搭桥手术治疗时两种移植管的选择和冠脉瘤的结扎与否主要依靠医生的经验,缺乏对冠状动脉瘤与移植管血流动力学影响的定量评价。研究并预测冠脉瘤及其搭桥手术术前术后的血流动力学,对于揭示引起缺血的血流动力机制,为临床手术提供可靠依据具有重要意义。为此,本论文采用几何多尺度数值模拟的方法,从血流动力学的角度研究冠脉瘤的血流动力学、SVG与LIMA分别作为移植管时旷置与结扎冠脉瘤手术的血流动力学。本论文研究内容包括:(1)冠脉瘤的血流动力学。分别构建冠脉瘤直径与邻近冠脉直径比率为2、3、5三个模型,并将此三维模型与集中参数模型耦合进行有限元计算。研究冠脉瘤壁面切应力(WSS)、粒子相对停滞时间(RRT)、涡流三方面血流动力学参数。阐述引起缺血机制。(2)SVG搭桥手术血流动力学。分别构建SVG作为移植管旷置与结扎冠脉瘤两种模型。研究移植管血流量、壁面切应力、振荡剪切指数(OSI),研究冠脉瘤壁面切应力、粒子相对停滞时间、涡流。(3)LIMA搭桥手术血流动力学。分别构建LIMA作为移植管旷置与结扎冠脉瘤两种模型。研究移植管血流量、壁面切应力、振荡剪切指数,研究冠脉瘤壁面切应力、粒子相对停滞时间、涡流。计算结果显示:(1)随着冠脉瘤瘤体的增大,冠脉瘤的壁面切应力减小;粒子相对停滞时间长的区域扩大;冠脉瘤内涡流提高。(2)SVG作为移植管时,旷置冠脉瘤SVG壁面切应力处于0.4-1Pa范围,低振荡剪切指数,高血流量,冠脉瘤与术前相比壁面切应力基本不变、粒子相对停滞时间增加、涡流平均值降低45.2%;结扎冠状动脉瘤SVG壁面切应力处于0.4-1Pa范围,低振荡剪切指数,高血流量。(3)LIMA作为移植管时,旷置冠脉瘤LIMA壁面切应力处于1-7Pa范围,高振荡剪切指数,低血流量,冠脉瘤与术前相比壁面切应力基本不变、粒子相对停滞时间基本不变、涡流平均值降低26.3%;结扎冠状动脉瘤LIMA壁面切应力处于1-7Pa范围,低振荡剪切指数,高血流量。结论如下:(1)冠脉瘤内低壁面切应力与高粒子相对停滞时间将导致内皮细胞紊乱引起血栓的发生。所以随着冠脉瘤的增大,易导致血栓堵塞引起心肌缺血;涡流的提高易导致血管痉挛,引起血管下游供血不足。(2)SVG搭桥手术旷置与结扎冠脉瘤移植管都有较好生理血流动力学环境,但壁面切应力处于过渡范围,对长期有效性可能会有所影响。(3)LIMA作为移植管结扎冠脉瘤时各项血流动力学参数均满足要求;旷置冠脉瘤时,移植管具有高振荡剪切指数,低血流量,容易引起线性征而失效,所以不符合血流动力学要求。因此LIMA搭桥时应结扎冠脉瘤。通过对冠脉瘤血流动力学的研究,揭示了部分冠脉瘤引起缺血的血流动力学机制。研究搭桥手术移植管的血流动力学,为临床手术决策提供血流动力学依据。