维医沙疗对足背动脉血流动力学影响的实验与模拟研究

摘要

目的:埋沙疗法（简称沙疗）是以新疆吐鲁番地区的沙丘作为自然资源的一种维吾尔传统医疗方法。本文主要采用实验和有限元分析的方法研究维医沙疗对人体下肢足背微动脉血流动力学的影响进行研究。
　　方法:受试者分为两组，每组16人，埋沙温度45℃，埋沙厚度分别为10 cm和20㎝，每日一次，连续沙疗十天，每次持续30分钟，在室内四季沙疗系统中进行埋沙实验；同时采集下肢上部圆截面皮表各测试点（上、下、左、右）温度和压力的动态变化数据，并监测沙疗前后人体生理学指标，足背动脉的血液流速，血管直径及阻力指数等指标，推算出血液灌注。模拟计算方法：首先根据新疆医科大学提供的足背动脉血管造影数据来选取血管的基本形状，然后确定各个血管的直径。本文通过试验测出足背动脉的一部分直径，利用飞利浦便携带式多普勒超声诊断仪及相关文献和咨询有关这方面的专家确定了直径并建立了足背动脉的三维模型进行了有限元模拟计算。
　　结果:实验研究结果：沙体温度45℃，埋沙厚度20㎝对上面（一号点）皮表温度变化量（1.3）的影响小于45℃，10㎝（2.1）的，45℃，20㎝对上面（一号点）压力变化量（0.288％）的影响大于于45℃，10㎝（0.155%）的，45℃，20㎝对下面（二号点）皮表温度变化量（3.5）的影响小于45℃，10㎝（5）的，45℃，20㎝对下面（二号点）压力变化量（0.4%）的影响大于45℃，10㎝（0.55%）的，45℃，20㎝对左面（三号点）皮表温度变化量（3.1）的影响小于45℃，10㎝（3.4）的，45℃，20㎝对左面（三号点）压力变化量（0.19%）的影响大于45℃，10㎝（0.13%）的，45℃，20㎝对右面（四号点）皮表温度变化量（1.8%）的影响小于45℃，10㎝（2）的，45℃，20㎝对右面（四号点）压力变化量（0.43%）的影响大于45℃，10㎝（0.08%）的。血流动力学指标在沙疗前后的差异均有统计学意义（P<0.05)。沙疗前后比较，沙体温度45℃，埋沙厚度20㎝对血流速度峰值变化量（33%）的影响大于45℃，10㎝（29%）的，沙体温度45℃，埋沙厚度20㎝对内径变化量（0.02%）的影响大于45℃，10㎝（0.01%）的，沙体温度45℃，埋沙厚度20㎝对阻力指数变化量（0.07%）的影响大于45℃，10㎝（0.05%）的，沙体温度45℃，埋沙厚度20㎝对血液灌注变化量（3.15%）的影响大于45℃，10㎝（2.76%）的。模拟计算结果：2号微动脉沙疗前后比较，沙体温度45℃，埋沙厚度20㎝对血流速度峰值变化量（0.6%）的影响大于45℃，10㎝（0.535%）的，沙体温度45℃，埋沙厚度20㎝对压强变化量（0.28*104%）的影响小于45℃，10㎝（0.55*410%）的，沙体温度45℃，埋沙厚度20㎝对壁面切应力变化量（0.48%）的影响大于45℃，10㎝（0.465%）的，沙体温度45℃，埋沙厚度20㎝对血液灌注变化量（0.017%）的影响大于45℃，10㎝（0.015%）的。3号微动脉沙疗前后比较，沙体温度45℃，埋沙厚度20㎝对血流速度峰值变化量（0.287%）的影响大于45℃，10㎝（0.082%）的，沙体温度45℃，埋沙厚度20㎝对压强变化量（0.3*104%）的影响小于45℃，10㎝（0.53*104%）的，沙体温度45℃，埋沙厚度20㎝对壁面切应力变化量（0.265%）的影响大于45℃，10㎝（0.005%）的，沙体温度45℃，埋沙厚度20㎝对血液灌注变化量（0.01%）的影响与45℃，10㎝（0.01%）一样的。结论根据实验与模拟计算结果可知：同样温度，不同埋沙厚度下，20㎝的皮表温度梯度小，保温时间比较长。血流速度，壁面切应力及阻力指数的变化量较明显，液灌注和压强的变化量很明显，内径的变化量不明显。
　　（1）通过维医沙疗前后对比，同样温度，不同埋沙厚度下，血流速度发生了明显的变化。通过微动脉在不同时刻，不同点的血流速度变化曲线可知，沙疗前和沙疗后前3秒内血流速度变化较迅速，沙疗后5秒内血流速度有个平缓的，趋于稳定过程，所以沙疗结束后受试者感觉很舒服。
　　（2）通过维医沙疗前后对比，同样温度，不同埋沙厚度下，血液灌注发生了的变化。活体组织血液灌注率在组织内物质与能量的传输具有重要的作用，很多因素如药物传递，热作用，甚至噪声等都会引起血液灌注率的变化。在有关热剂量问题的研究中必须考虑到血液灌注率这一重要参数的影响。维医沙疗主要是通过热传递来影响患病部位，所以在沙疗过程中考虑血液灌注率变化是给临床研究提供理论依据。
　　（3）维医沙疗后人体足背微动脉内径的微小变化，血流速度的明显加快，导致壁面切应力增大，有关文献报道在动脉粥样硬化的形成发展过程中，低壁面切应力起着很重要的作用，所以壁面切应力的增加可以有效降低动脉粥样硬化现象。
　　（4）维医沙疗对整个足背微动脉血液的压强有一定的影响，这对血液的新陈代谢，改善局部血液循环有一定的促进作用。