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心外管道重建右室流出道的流场可视化研究

袁师敏  
【摘要】:背景 先天性心脏病常以肺循环病理改变为主,或兼有肺循环的病理改变。目前,超低温保存的心外同种带瓣管道重建右室流出道(the right ventricular outflow tract,RVOT)是复杂先天性心脏病外科治疗的重要手段之一。以往的体外脉动流及定常流流场着重于体循环系统的研究。近年,研究已倾向于作正常和异常的肺动脉和肺动脉瓣、Fontan术式的流场可视化研究,并以示踪法和激光多普勒平面测速分别作为国内主要的定性和定量研究手段。据我们所知,心外带瓣或不带瓣管道重建RVOT,在体(in vivo)多普勒超声波的流场可视化尚缺乏系统的定性研究;同时,体外(in vitro)脉动流场和定常流场的可视化研究未见报道。 方法 依据临床心血管外科同种带瓣管道重建RVOT手术基本模式,建立相应的简易右心循环模拟装置。对正常肺动脉及肺动脉闭锁并各种心外管道重建RVOT模型的脉动流场进行定性和定量研究。将脉动流装置略加改装,除去心房腔,代之以正常定常流流量源,改由DOB10单相电机驱动,装置则成为定常流环路。观察带正常同种肺动脉瓣心外管道重建RVOT时右心系统的定常流流场。 在体研究连续选取我院具备Rastelli手术指征的先天性心脏病、大动脉转位(transpositton of the great arteries,TGA)或右心室双出口(double outlet right ventricle,DORV)合并室间隔缺损及肺动脉狭窄的住院患者11例,手术在常规低温体外循环下进行,采用Gore-Tex人造血管作为心内隧道屏障,以-196℃液氮超低温保存的同种带瓣升主动脉TM作为心外管道移植材料。心外管道之近端与右心室近侧作端-侧吻合,远侧与横断之主肺动脉远端行端-端吻合,主肺动脉近断端缝闭。术前和术后分别测定连续和脉冲多普勒频谱和参数,再现右心室、肺动脉及其分支、心外管道内血流方式。 结果 脉动流流场可视化研究中,计算机模拟右心室、肺动脉压力及左、右肺动脉(the left pulmonary artery,LPA the right pulmonary artery,RPA)分支流量波形,模拟波形和数值分析结果均接近生理情况。正常右心室内仅出现单个涡旋。而肺动脉闭锁并心外管道重建RVOT后,右心室内出现两个运动方向相反的涡旋。心外管道内置功能正常的Hancock生物瓣时,心外管道近段呈现螺旋流,远段为轴流。心外管道内瓣膜狭窄时,心外管道内为螺旋流,其强度随瓣膜狭窄程度的加重而增强。心外管道带双叶陶瓷碟瓣无论收缩、舒张期,心外管道中机械瓣均处于最大开启位,即重度关


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