搭桥术远心端吻合口内膜增生及其流场研究

摘要

目前，医学界普遍采用动脉旁路搭桥术以改善血液供应，它是血管外科治疗心血管疾病的重要手段和基本方法。然而，术后的血管内膜增生所引起的再狭窄已成为中、小血管手术后期失败的一个主要原因。统计表明，术后5年的畅通率仅为33％。内膜增生一般是由平滑肌细胞、成纤维细胞的增生并向新生内膜侵润而引起。对end-to-side搭桥术而言，再狭窄主要发生在吻合口缝合处(Suture line)的脚跟(Heel)和脚趾(Toe)部位以及吻合口对应底面上。血管吻合口处的内膜增生主要是物理创伤和顺应性失衡所引起的，而吻合口对应底面上的血管内膜增生却被认为与该处血流受到干扰、壁面剪切力异常密切相关。End-to-side搭桥模型是自然生理条件下不存在的，在这里，血液从搭桥血管流向主动脉时，血流直接冲撞到吻合口对应底面上，这种流动模式是自然生理条件不存在的。因此，这种非正常的血液流动模式普遍被认为是该处内膜增生的诱发因素。 为了提高搭桥术的远期畅通率，优化血管旁路搭桥手术方案，以及更好地了解end-to-side搭桥术后内膜增生与血流流场的相关性，我们利用犬自体颈外静脉对犬的颈总动脉分别进行30o、45o、60o和S型旁路搭桥，比较四种不同搭桥方案对搭桥术后远心端吻合口对应底面血管内膜增生的影响。与此同时，采用血管透明化技术结合粒子图像测速技术来研究搭桥血管内的血流流场。并根据血流流场的特点设计了整个测量系统（包括硬件与软件）。 研究结果表明：（1）不同搭桥方法对远心端吻合口对应面血管内膜增生有显著影响。与对照血管相比较，60o搭桥的内膜增生最严重，45o次之，S型、30o情况相似，都较为轻微；（2）血管透明化技术得到的旁路搭桥模型能完整地保留搭桥血管段在体内的真实立体几何构形，从而更准确地反应搭桥血管段在体内的血流流场；（3）粒子图像测速技术能很好地获得旁路搭桥血管模型中瞬态全流场信息；（4）内膜增生与血流流场有密切的关系。在流动停滞止点和涡漩区，以及血流受到较大干扰的低流速区，内膜增生更容易形成。内膜增生的程度与该处的血管壁所受的壁面剪切力也存在关联性，壁面剪切力越大，增生程度越小，壁面剪切力越小，增生程度越大。这与低剪切力理论是一致的；（5）在对反映流场的序列图像进行处理中，利用特征跟踪法进行处理，得到连续两幅图像特征点的变换关系，这为下一步工作中求得实际的速度以及各种血流动力学参数打下了良好的基础。