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题名左心室辅助装置血流流速和流出管道方向的优化
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作者
汪咏怡
石黎
胡世军
谭骁
赵天力
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机构
中南大学湘雅二医院心血管外科
湘潭大学机械工程与力学学院
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出处
《中南大学学报(医学版)》
北大核心
2025年第3期457-468,共12页
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基金
湖南省科技创新计划项目(2021SK53513)
中南大学学位与研究生教育教学改革项目(2022JGYB019)。
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文摘
目的:心室辅助装置(ventricular assist device,VAD)是一种辅助心脏血液循环的机电装置,可用于治疗终末期心力衰竭,最常置于左心室。植入左心室辅助装置(left ventricular assist device,LVAD)可以改善心室灌注性能,但同时改变了左心室内局部血流,也增加了血栓形成的风险。本研究旨在探讨心脏三维重建模型下应用LVAD后的流体-颗粒相互作用和血栓栓塞形成风险,有助于理解不同血流流速和流出管道方向的LVAD的植入效果。方法:使用Mimics软件,基于1名植入LAVD的心力衰竭终末期患者心脏舒张末期的CT图像,粗略构建立体光刻(stereo lithography,STL)格式的三维重建模型。采用非定常数值模拟方法评估相同粒径(2 mm)下不同流出管道方向的LVAD在不同血流流速(4 L/min和5 L/min)条件下的流体-颗粒相互作用和血栓栓塞形成风险,并对该患者实施血液流速优化方案。结果:在LVAD血流流速为5 L/min时,血液回流和血流停滞使血流颗粒停留时间(residence time,RT)延长,增加了主动脉根部血栓形成的风险,颗粒向头臂干移动的比例高达20.33%;当LVAD血液流速为4 L/min时,主动脉中血液湍流减少,血流颗粒RT缩短,颗粒向头臂干移动的比例降至10.54%;当LVAD血液流速为5 L/min,流出管道方向最优时,主动脉中血液湍流减少,血流颗粒RT缩短,颗粒向头臂干移动的比例降至11.22%。对该患者进行18个月的随访发现LVAD工作状态良好,且患者未出现与手术相关的并发症。结论:植入LVAD会增加脑梗死的发生风险;优化LVAD的血流和流出管道方向可降低脑梗死发生风险。
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关键词
心力衰竭
左心室辅助装置
特定患者模型
血流动力学
流体-颗粒相互作用
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Keywords
heart failure
left ventricular assist device
patient-specific model
hemodynamics
fluidparticle interactions
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分类号
R541.6
[医药卫生—心血管疾病]
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