摘要：血管内支架是目前治疗心血管疾病的主要方法之一。但是支架植入后的血管再狭窄问题至今未获完全解决。研究表明,支架植入后导致的局部血流紊乱和流场异常是造成再狭窄的主要原因之一。基于动脉系统的旋动流原理,设计了一种能够引导血流产生旋动的血管内支架旋流导引装置,并用计算流体力学的方法,对其进行了优化设计。流场数值研究表明,优化设计得到的旋流导引装置可产生足够强度的旋动流。我们相信,该装置产生的旋动流可有效抑制支架结构对血流的扰动,从而达到减缓血管再狭窄的目的。

摘要：由于主动脉三维螺旋结构的存在,血流在心脏收缩期成旋动流态。这种旋动流态是人体的一种典型的血流形态,广泛存在于人体的动脉系统中。研究证明,旋动流有着多种积极生理意义,可以促进血液流动运输,抑制血流扰动,防止致动脉粥样硬化性脂质低密度脂蛋白在动脉腔表面的沉积,促进氧气输送到动脉壁的输运和减少血细胞在血管表面的黏附。本文对旋动流原理在临床上的潜在应用进行综述,以期能为血管疾病治疗方案及植介入器械的优化设计提供指导。

摘要：大尺寸人造血管的临床应用已取得很大成功,但用于冠状动脉等旁路搭桥的小口径人造血管的急性血栓堵塞问题,至今仍未解决.因此,本文设计了一种可装于小口径人造血管前的旋流导引器,以期使进入人造血管内的血流产生旋动.对带有旋流导引器的人造血管内的血流流场进行了计算机数值模拟分析,并与常规人造血管内的血流流场进行了比较.数值模拟分析揭示,这种旋流导引器的确能使人造血管内的血流产生旋动,从而改变人造血管内的血流流场和流速分布,使近壁面血液的流速和壁面剪切应力得到极大提高.本研究认为,血液在人造血管壁面的流速和壁面剪切应力的提高,可抑制小口径人造血管内急性血栓的形成,从而达到提高小口径人造血管的通畅率的目的.

摘要：目的血液透析是维持终末期肾病患者生命的重要手段,其中中心静脉导管(central venous catheter,CVC)被广泛应用于透析治疗的血管通路。CVC在透析过程中因局部的血液湍流而导致的血栓生成是该器械在临床使用中的主要问题。研究发现,人体主动脉弓内血流呈旋动流状态,这种流态可使血液稳定,减小湍流。受此鼓舞,本研究设计出一款腔内血液自发旋动的中心静脉导管,并用计算流体的方法对其进行流场研究。方法以在临床中常用的Niagara导管为原型,在其动脉腔内加上一段类似弹簧状的旋动引导装置。同时对不同横截面半径(分别为0.2、0.6 mm)的旋动引导装置采取Solidworks建模和商用流体仿真软件Fluent进行了数值分析。结果当旋动流引导器的横截面半径增大时,CVC动脉腔内的平均壁面切应力(wall shear stress,WSS)提高(6.34 Pa>4.96 Pa)。然而,较大半径的旋动流引导器在其下游地区产生了更多的低WSS区域(7.18%>2.32%),同时记录到更小的最小WSS值(0.03 Pa<0.06 Pa)。旋动流引导器通过增大横截面半径可提高平均WSS,但同时也增加了低WSS区域的比例,这可能对导管动脉腔的长期稳定性与有效性产生负面影响。因此,未来需进一步探究如何优化旋动流引导器的设计,以实现在提高平均WSS的同时减少低WSS区域,从而更有效地防止血栓形成并延长CVC的使用寿命。

摘要：主动脉结构复杂成三维螺旋状,在心脏收缩期该处流动成旋动流态。这种旋动流态也许有着积极的生理意义,能够通过抑制湍流、促进物质传输,从而抑制心血管疾病的发生。引起主动脉处的旋动流主要是左心室收缩的扭曲运动、主动脉的三维空间几何构型、主动脉处的脉动流特征以及主动脉的运动。基于以上研究结果,近年来,研究者们以期将旋动流原理应用于心血管介入治疗和心血管介入器械的设计中。本文就主动脉处的旋动流态观察、其生理意义、引起该旋动流态的原因、及旋动流在临床器械设计中的应用等进行综述。

摘要：目的设计一种附起旋功能的双叶机械瓣,通过改善其血流状态预防术后并发症。方法基于导流片式局部起旋器结构,将瓣叶作为导流叶片,并定义瓣叶包角以探究具有较优血流动力学特性的瓣膜构型。应用有限元分析软件,对心脏收缩期峰值流量状态下的主动脉流场进行仿真,比较各组的流速场、有效开口面积、血流不对称性及螺旋性、壁面切应力分布等血流动力学特征。结果相较于对照瓣膜,起旋瓣具有更大的有效开口面积与更小的跨瓣压差,一定瓣叶包角范围内的起旋瓣能促进右手螺旋流的生成,并使血流趋向流道中心;起旋瓣壁面切应力分布也更加均匀,具有较少的低应力区与高应力区,壁面切应力峰值也相对较小。针对研究中的主动脉模型,具有最优血流动力学特性的瓣叶包角为15°~20°。结论该新型人工主动脉瓣能调节主动脉内的血流特征,降低主动脉瓣置换术引起主动脉扩张与主动脉瘤的风险,对未来机械瓣构型设计具有指导意义。

摘要：目的将血液流动的旋动流原理用于心血管介入治疗,以期解决小口径人造血管的急性血栓堵塞问题和搭桥手术后下游处血管内膜增生引起的血管再狭窄问题。方法使用计算流体力学(CFD)分别研究具有旋动流特性的新型小口径、S型搭桥和偏心搭桥模型中的流场以及壁面剪切力的分布。同时研究在旋动流下血小板的黏附情况和不同角度的S型搭桥下的血管内膜增生。结果旋动流能明显提高壁面剪切力,抑制血小板的黏附以及血管内膜增生。结论在心血管介入治疗和器械设计中引入旋动流确实可明显改善这些器械中的血流流场,达到抑制小口径人造血管的急性血栓形成和搭桥手术后血管内膜增生的目的。