搭橋冠脈內(nèi)超聲多普勒血流信號的計(jì)算機(jī)仿真和分析.pdf

1、血液動力學(xué)研究表明，內(nèi)皮細(xì)胞增生是冠狀動脈搭橋手術(shù)失效的主要原因之一，它與移植管縫合處的局部血流狀況密切相關(guān)，而局部血流狀況又受到該處結(jié)構(gòu)因素的影響。臨床上，超聲多普勒技術(shù)是無損檢測血流狀況的重要手段，為了從超聲多普勒檢測血流的角度考查局部血流狀況隨縫合區(qū)結(jié)構(gòu)因素而變化的規(guī)律，本論文采用計(jì)算機(jī)仿真方法合成研究所需的搭橋冠脈內(nèi)的超聲多普勒血流信號。 該仿真方法基于計(jì)算流體動力學(xué)模型，首先對結(jié)構(gòu)復(fù)雜的搭橋冠脈進(jìn)行幾何建模，運(yùn)用有限元

2、分析方法求解流場，得到血管內(nèi)各處的流速分布，然后利用流速剖面和多普勒信號功率譜的聯(lián)系，估計(jì)仿真信號的功率譜，最后采用余弦信號疊加法合成所需的超聲多普勒血流信號。 通過兩組對照實(shí)驗(yàn)，本論文對仿真方法進(jìn)行了驗(yàn)證，得到仿真信號的頻譜分布能夠很好地反映血流速度分布情況的結(jié)論，一定程度證明了該仿真方法的合理性和有效性。 進(jìn)一步，本論文選取縫合角度、縫合距離這兩個影響局部血流狀況的重要結(jié)構(gòu)因素，考查搭橋冠脈內(nèi)超聲多普勒血流信號在這兩

3、個參數(shù)不同取值情況下的變化規(guī)律。首先，在縫合距離保持2d(d為冠狀動脈的內(nèi)徑)不變的情況下，分別取縫合角度為30°、45°、60°、75°，構(gòu)成一組模型；接著，在縫合角度為45。的情況下，使縫合距離分別為2d、d、0.5d、0，構(gòu)成另一組模型。對這兩組模型，分別在穩(wěn)恒流和脈動流兩種流動情況下計(jì)算搭橋冠脈內(nèi)的血液流場，并對縫合區(qū)及其下游各個位置的超聲多普勒血流信號進(jìn)行仿真，最后對仿真信號計(jì)算反映血流速度分布情況的參數(shù)——頻譜寬度，研究它隨

4、縫合角度、縫合位置的變化規(guī)律。結(jié)果表明：頻譜寬度能夠非常敏感地指示這兩個結(jié)構(gòu)因素的變化帶來的血流狀況的變化，即縫合角度越小，縫合前端及下游血流信號的頻譜寬度越小，說明搭橋手術(shù)的效果越好；縫合位置距離狹窄越近，縫合后端附近血流信號的頻譜寬度越大，而縫合前端及下游的頻譜寬度越小，說明手術(shù)應(yīng)折中選取縫合位置。 仿真分析的結(jié)果與血液動力學(xué)研究結(jié)果相吻合，說明了超聲多普勒血流信號的仿真研究是有效的，其研究結(jié)論具有一定的臨床價值，可以為冠脈