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基于血液流量波及Womersley算法的动脉血液脉动流研究

发布时间:2019-02-22 07:46
【摘要】:目的建立相对便利的血流动力学理论研究体系,进行多状态的综合血液脉动流研究。方法在完全发展脉动流Womerseley算法的基础上引入数值算法,建立基于心动周期里动脉血液流量波的血流动力学求解及分析体系;进而采用理想化的正弦波以及正常生理状态和增强型体外反搏(enhanced external counterpulsation EECP)状态下的在体测量小猪颈动脉血液流量波,进行较全面的血流动力学研究。结果对各状态下的轴向速度分布、壁面切应力(wall shear stress,WSS)分布、震荡剪切指数(oscillatory shear index,OSI)等重要血流动力学量进行心动周期里的求解分析。流量波波形对WSS分布尤其是OSI水平有一定的影响;EECP作用能明显提升心动周期里的动脉WSS水平尤其是WSS峰值,同时也提高了OSI水平。结论所建立的基于血液流量波的求解体系能方便有效地应用于血流动力学研究中;EECP作用在生理范围内大幅提升动脉的WSS水平可能是其良好临床效果的最重要生物力学机制之一;作为当前备受关注的血流动力学指标,OSI对于动脉内皮功能的影响作用可能远小于WSS本身,OSI可能并不是理想的预测动脉粥样硬化病变的血流动力学指标。
[Abstract]:Objective to establish a relatively convenient research system of hemodynamic theory and to study multi-state integrated pulsating blood flow. Methods based on the full development of the pulsating flow Womerseley algorithm, a numerical algorithm was introduced to establish the hemodynamic solution and analysis system based on the arterial blood flow wave in the cardiac cycle. Then the blood flow waves of carotid artery were measured in vivo under the condition of idealized sinusoidal wave, normal physiological state and enhanced external counterpulsation (enhanced external counterpulsation EECP), and the hemodynamics was studied comprehensively. Results the axial velocity distribution, wall shear stress (wall shear stress,WSS) distribution and oscillatory shear index (oscillatory shear index,OSI) were analyzed in the cardiac cycle. The flow waveform had a certain influence on the WSS distribution, especially on the level of OSI, and the effect of EECP could significantly increase the WSS level of artery, especially the peak value of WSS in cardiac cycle, and also increase the level of OSI. Conclusion the solution system based on blood flow wave can be applied to hemodynamics research conveniently and effectively. It may be one of the most important biomechanical mechanisms for the good clinical effect of EECP to increase the WSS level of artery in physiological range. As one of the most concerned hemodynamic indexes, the effect of OSI on arterial endothelial function may be much smaller than that of WSS itself. OSI may not be an ideal hemodynamic index for predicting atherosclerotic lesions.
【作者单位】: 广东海洋大学工程学院;中山大学卫生部辅助循环重点实验室;广东医学院附属福田医院;
【基金】:卫生部临床学科重点专项(254004) 广东省科技计划项目(2011A03030011)
【分类号】:R318.0

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号:2427987

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