血液非牛顿黏性对冠状动脉狭窄血流动力学的影响(1)

http://www.100md.com 2014年6月25日 陈卫平 唐娟

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     摘要：目的 基于心血管患者的冠状动脉血管模型，通过计算和分析血管内血液流动的各个动力学参数，研究血液的非牛顿黏性特性对冠状动脉狭窄处血流动力学的影响。方法 基于心血管患者冠状动脉造影的CT图像，用Mimics软件对左冠状动脉及其主要分支进行三维重建；利用有限元方法，对冠状动脉模型进行流体力学计算。假设血管壁不发生变形，血液为不可压缩流体，分别计算当血液黏性假设为恒定(牛顿流体)和随剪切率变化(非牛顿流体)时，在非定常速度进口的条件下的血流动力学参数的变化规律。结果 在牛顿流体假设下，冠状动脉狭窄(75%面积狭窄)对下游的壁面剪切力和振荡剪切指数影响较大，并且会导致涡流和二次流的产生；而在非牛顿流体假设下，回流和二次流基本消失，而且在狭窄处，振荡剪切指数明显变小。结论 冠状动脉狭窄对血流动力学参数有重大影响，可能是引起动脉粥样硬化的原因；而血液的非牛顿黏性特征，对血流动力学参数有明显影响，观测和控制血液的黏度值，有助于诊断和治疗心血管疾病。

    关键词：动脉粥样硬化；冠状动脉狭窄；非牛顿流体；血液黏度；血流动力学

    中图分类号： R318.01 文献标志码： A

    动脉粥样硬化是动脉硬化的血管病中最常见的一种，不完全统计表明，由动脉粥样硬化引起的冠心病和闹卒中等疾病占到了心脑血管疾病的75%以上[1]。随着发展中国家(如中国)人民生活水平的提高，生活方式和饮食习惯发生改变，该病也逐渐成为中国居民死亡的主要原因[2]。冠状动脉狭窄(尤其是面积狭窄在75%以上的狭窄)会导致心肌供血不足，进而导致动脉粥样硬化等各种心血管疾病，对临床诊断有重要意义[3-5]。血液的黏度值在临床检验、病兆诊断上都具有一定的意义，而血液黏度随剪切率变化的非牛顿特性，也正在被广泛研究[6-7] ......

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