搭橋冠脈內超聲多普勒血流信號的計算機仿真和分析.pdf

1、血液動力學研究表明，內皮細胞增生是冠狀動脈搭橋手術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，而局部血流狀況又受到該處結構因素的影響。臨床上，超聲多普勒技術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)結構因素而變化的規(guī)律，本論文采用計算機仿真方法合成研究所需的搭橋冠脈內的超聲多普勒血流信號。 該仿真方法基于計算流體動力學模型，首先對結構復雜的搭橋冠脈進行幾何建模，運用有限元

2、分析方法求解流場，得到血管內各處的流速分布，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。 通過兩組對照實驗，本論文對仿真方法進行了驗證，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論，一定程度證明了該仿真方法的合理性和有效性。 進一步，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構因素，考查搭橋冠脈內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為冠狀動脈的內徑)不變的情況下，分別取縫合角度為30°、45°、60°、75°，構成一組模型；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算搭橋冠脈內的血液流場，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行仿真，最后對仿真信號計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。結果表明：頻譜寬度能夠非常敏感地指示這兩個結構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，說明手術應折中選取縫合位置。 仿真分析的結果與血液動力學研究結果相吻合，說明了超聲多普勒血流信號的仿真研究是有效的，其研究結論具有一定的臨床價值，可以為冠脈