JET主动脉夹层血流动力学体外模拟器的构

曾任全国白癜风专家 http://m.39.net/baidianfeng/a_4174796.html
Windkessel模型是一种应用于心血管疾病生理研究的经典模型,它能反映动脉血流的一些重要特性,至今仍广为采用。而主动脉夹层是一种具有复杂血流动力学的重症疾病,既往研究通常基于简单模型,许多血流动力学特征尚不明确。医院血管外科熊江教授团队联合北京理工大学陈端端教授团队进行了一项试验研究,设计了一种模拟循环通路装置(MCL),它融合了Windkessel及患者主动脉特性,可以在体外对血流动力学特征进行分析,该研究结果发表在近期的《JournalofEndovascularTherapy》上,本期EndovascularToday栏目分享给大家。

研究目的

主动脉夹层是一种具有复杂血流动力学因素的危重症疾病,目前关于其血流灌注特征的研究尚不充分。该研究中,构建了一种模拟循环通路装置(MCL),它集成了Windkessel模型元素及基于患者主动脉特性构建的硅树脂主动脉模型,可以在体外重现主动脉血流环境。

研究方法

根据正常主动脉及夹层主动脉影像资料,将具有12枚分支的血管模型嵌入到MCL装置中。基于20名健康志愿者的主动脉分支血流速度构建标准化数据。通过改变边界条件,MCL可以模拟正常静息状态和左心衰竭(LHF)状态,并通过传感器量化主动脉分支血流速度和压力状态。

研究结果

在正常静息状态下,模拟的心率和全身血流速度分别为60bpm和4.85L/min。对于LHF状态下,收缩压和舒张压分别为75.94±0.77mmHg和57.65±0.35mmHg。通过调节血管顺应性和外周阻力,应用正常主动脉模型的标准化数据验证各主动脉分支的血流分布比(FDR)(平均差为2.4%±1.70%)。通过比较静息状态下正常主动脉和夹层主动脉模型,研究结果显示,AD模型的收缩压(.82±0.60vs.75±2.26mmHg)和舒张压(72.38±0.58vs70.46±2.33mmHg)升高,真腔内流速(TL;36.95cm/s)比假腔(FL;22.95cm/s)高,TL与FL之间在不同的再入破口处的血流方向不同。

图1:根据患者主动脉特征建模(A)健康志愿者A/P位CTA(上)与主动脉夹层患者CTA(下)(B)健康志愿者与主动脉夹层患者建模,(C、D)为健康志愿者与主动脉夹层患者硅树脂建模。

图2:(A)基于Windkessel的MCL模型(B)MCL装置示意图:1.伺服电机;2.齿轮泵;3.单向阀门;4.电气比例阀;5.顺应腔;6.硅胶模型;7.弹簧夹;8.超声流量计;9.液压传感器;10.储液器。

表1:不同心脏疾病的生理学参考数据。

图3:健康人群主动脉模型和AD模型在静息状态下的主动脉压力和流速波形曲线一览。(A)主动脉入口处压力、流速波形(B)12枚分支血管的压力波形。

图4:健康者主动脉模型在静息状态和LHF状态下的标准和实验FDR数据。(A)弓上组FDR,(B)腹主动脉组FDR,(C)髂动脉组FDR。

图5:健康者与主动脉夹层(AD)患者模型在静息状态下血流分布比(FDR)(A)弓上组FDR,(B)腹主动脉组FDR,(C)髂动脉组FDR(D)每组总FDR比较。

图6:超声血流动力学评价(A)再入破口处血管的形态结构,(B)真腔流速测量(C)假腔流速测量,(D)主要破口处流速测量,(E)再入破口处(1)流速测量,(F)再入破口处(2)流速测量。

表2:不同MCL模型及模拟系统的比较。

研究结论

MCL可作为一种在不同生理状况下进行大动脉疾病体外血流动力学分析的研究工具。RefChenD,LiangS,LiZ,etal.AMockCirculationLoopforInVitroHemodynamicEvaluationofAorta:ApplicationinAorticDissection.JEndovascTher.;29(1):-.doi:10.7/

审校及组稿:医院陈熙医师

编辑:血管资讯Oliver

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