摘要：目的通过构建不同环缩宽度的肺动脉环缩术(pulmonary artery banding,PAB)模型,探索环缩宽度对肺动脉血流动力学特性改变的影响。方法保持环缩位置及程度一致,利用计算机辅助设计(computer-aided design,CAD)重构术中常用不同环缩宽度(2、3、4、5 mm)三维肺动脉模型,通过计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)模拟分析压力、流线、能量损失、能量效率及肺动脉血流量分配比等,比较不同环缩宽度的PAB模型血流动力学参数。结果肺动脉环缩后压力明显下降,但环缩宽度改变对环缩处压力下降程度的影响并不显著。随着环缩宽度增加,肺动脉能量损失减少,能量效率呈上升趋势,左肺动脉血流量增加,左右肺血流分配比增大,最大可达2.28∶1。结论环缩宽度增加可减少肺动脉能量损失,提高血流能量效率,但会导致左右肺血流分配不平衡。PAB环缩宽度的选择应同时兼顾左右肺血流分配平衡和能量损失。基于CAD和CFD的PAB手术虚拟设计,可为未来个体化PAB环缩宽度选择提供帮助。

摘要：目的通过计算流体力学分析关闭或保留动脉导管对改良Blalock-Taussig分流术后血流动力学的影响,为术前规划和术后血流动力学预测提供参考。方法基于患者个体化肺动脉闭锁合并动脉导管未闭的三维血管模型,通过计算机辅助设计对模型进行虚拟改良Blalock-Taussig分流术,保留或关闭动脉导管。利用计算血流动力学方法分析比较术前及虚拟术后的血流参数差异。结果保留动脉导管竞争性减少通过分流管的血流量,但肺血流量增加。通过分流管的血流与通过动脉导管的血流相互冲击,在肺动脉形成复杂湍流,具有低壁面切应力与高振荡剪切指数,可导致较高的流动能量损失。结论行改良Blalock-Taussig术时保留动脉导管将导致肺血流过多、体循环灌注不足、增加心脏负荷及心力衰竭风险,并不能降低潜在的血栓风险。

摘要：目的探究不同开窗形状对于全腔肺动脉连接术(total cavo-pulmonary connection,TCPC)循环血流动力学的影响。方法利用术后患儿的影像学资料重建TCPC三维模型,在面积相等的情况下分别设计圆形、正方形、椭圆形和菱形四种不同形状的开窗。以临床测量的血流动力学参数为依据设定边界条件,应用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)技术分别对无开窗以及四种不同形状开窗下的血流进行模拟。结果菱形开窗的平均壁面剪切力最低,为2.1 Pa,圆形开窗时最高,为2.7 Pa;菱形开窗的整体TCPC循环能量损失也最低,为10.94 mW,而圆形开窗最高,为13.69 mW;不同形状开窗下窗口分流量和中心静脉压等参数差异较小。结论在面积相同的情况下,不同的开窗形状下TCPC区域的平均壁面剪切力和能量消耗均有所不同。

摘要：目的利用计算流体力学方法探索肺动脉环缩术(PAB)中腔外环缩术(E-PAB)和腔内环缩术(I-PAB)间血流动力学差异。方法纳入2020年上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心1例需行PAB手术患儿,基于医学影像数据三维建模,利用计算机辅助设计分别行E-PAB和I-PAB虚拟手术,通过计算流体动力学分析比较术后肺动脉血流动力学参数差异。结果与E-PAB相比,I-PAB术后环缩部位附近有更多湍流形成,该处附近压力变化明显,壁面剪切力较高,可达133Pa。I-PAB术后总能量损失(0.18W)远高于E-PAB(0.05W),能量效率32.61%,约为E-PAB的一半。结论E-PAB在控制压力负荷,减轻心脏负担更具优势。不同环缩方式造成肺动脉几何形态差异是导致血流动力学表现不同的主要因素,计算流体动力学结合计算机辅助设计是术前手术规划和术后血流动力学预测的一种新型工具。