二尖瓣置换与成形术后左心功能及瓣膜下游流场中切应力的体内定量研究

【摘要】一、二尖瓣下游血流流体湍流切应力检测的方法学研究目的：通过计算流体力学方法,验证运用超声心动图结合计算机辅助图像分析技术检测二尖瓣下游血液流体力学方法的准确性和可靠性。方法：采用实验猪建立动物模型,构建左心室的几何特征模型,应用直接建模法分析二尖瓣下游不同区域,结合计算机辅助图像分析技术计算血流湍流切应力,同时与热线流速仪直接检测结果进行对比分析,探讨两种方法的相关性。结果：应用超声心动图结合计算机辅助图像分析,通过计算流体力学,同一位点所检测的二尖瓣下游湍流切应力与热线流速仪直接检测结果相关度>0.8,P<0.05,Spearman分析结果显示二者相关性较高。结论：应用超声心动图结合计算机辅助图像分析,通过计算流体力学分析二尖瓣下游湍流切应力的体内定量检测方法,能够准确地反映二尖瓣下游血流流体力学的相关指标。二、二尖瓣不同成形技术及其联合应用对左心功能及瓣膜下游流体力学影响的临床研究目的：通过比较主要二尖瓣成形技术及其联合应用术后,成形方式对左心功能及二尖瓣下游流场中流体力学的影响。方法：选取我院2010-01至2013-12期间单纯二尖瓣关闭不全患者,依据Carpentier分型确定二尖瓣的病理改变,据此选择相应的二尖瓣外科成形方式,根据二尖瓣成形手术方式将入选患者分为瓣环修复组、瓣叶修复组(edge-to-edgerepair,ETER)及联合技术组。术后3月返院检测常规多普勒超声、左心功能、流场均匀性等指标。此外,应用超声心动图结合计算机辅助图像,通过计算流体力学,分析湍流切应力(TSS)和心室壁应力(WS),经统计分析,比较各组间差异。结果：1.瓣环成形组、ETER组及联合修复组术后3月,心功能指标LVEF与术前无统计学差异(P>0.05),组织多普勒(DTI)指标：局部二尖瓣环运动速度、Tei指数、应变率(SR)等指标较术前均有改善,但三组术后比较组间无显著性差异(P>0.05)。2.ERTE组及联合修复组与瓣环修复组相比,术后二尖瓣下游流场均匀性指标、TSS存在统计学差异(P<0.05)。结论：1.瓣环成形组、TEER组及联合修复组术后均能较好地改善局部左心室功能。2.单纯瓣环修复组术后二尖瓣下游流场均匀性及TSS优于改变原有二尖瓣下游天然流道的ETER组及联合修复组。三、二尖瓣置换与成形术后瓣下单流道流场中TSS改变及心功能的对比研究目的：对比分析瓣环修复为主的二尖瓣成形与二尖瓣生物瓣膜置换术后,左心功能与瓣膜下流场中流体力学的变化。方法：选取我院2010-01至2013-12期间单纯二尖瓣关闭不全患者,依据Carpentier分型确定二尖瓣的病理改变,选取以CarpentierⅠ型为主并进行二尖瓣瓣环修复为主,不改变二尖瓣下游中央流道的瓣膜成形术式的病例,与接受二尖瓣生物瓣置换的患者进行对比分析。依据手术方式将患者分为瓣环修复组及生物瓣置换组(保留瓣下结构及不保留瓣下结构的生物瓣置换组)。术后3月返院复查,检测常规多普勒超声、运用组织多普勒定量评估左心功能、流场均匀性等指标。此外,应用超声心动图结合计算机辅助图像,通过计算流体力学,分析湍流切应力(TSS)和心室壁应力(WS),经统计分析,比较各组间差异。结果：1.生物瓣置换术后3月左室射血分数(LVEF)与二尖瓣成形组间无显著差异(P>0.05),但组织多普勒左心室功能指标：局部二尖瓣环运动速度(Em)、心功能指数(TeiI)、应变率(SR)等两组间差异具有统计学意义(P<0.05)。2.瓣环修复组术后患者瓣下游血流的流场均匀性指标、TSS优于生物瓣置换组(P<0.05)。结论：1.瓣环修复的二尖瓣成形与生物瓣置换术后均能改善左心功能,但定量左心功能指标(Em、Teil及SR)成形优于生物瓣置换。2.瓣环修复的二尖瓣成形术后二尖瓣下游流场均匀性指标及TSS优于MVR。四、二尖瓣置换与成形术后瓣下多流道流场中TSS改变及心功能的对比研究目的：分析对比二尖瓣双叶机械瓣置换与“缘对缘”(ETER)/联合修复的二尖瓣成形术后,左心室功能及二尖瓣下游为双/多流道流场中,流体力学指标的改变。方法：选取我院2010-01至2013-12期间单纯二尖瓣关闭不全患者,依据Carpentier分型确定二尖瓣的病理改变,选取以CarpentierⅡ、Ⅲ型为主要病变,并进行“缘对缘(ETER)”修复为主,如合并瓣环扩张者联合瓣环修复,改变二尖瓣下游原有中央流道的瓣膜成形术式的病例,与接受二尖瓣双叶机械瓣置换的患者进行对比分析。依据手术方式将患者分为ETER组、联合(二尖瓣瓣环)修复组及双叶机械瓣置换组(保留瓣下结构及不保留瓣下结构的双叶机械瓣置换组)。术后3月返院复查,检测常规多普勒超声、运用组织多普勒定量评估左心功能、流场均匀性等指标。此外,应用超声心动图结合计算机辅助图像,通过计算流体力学分析湍流切应力(TSS)和心室壁应力(WS),经统计分析,比较各组间差异。结果：1.双叶机械瓣置换组与ETER组及联合修复组,术后3月左室射血分数(LVEF)、室壁应力无显著性差异(P>0.05),但二尖瓣环运动速度(Em)、心功能指数(TeiI)及应变率(SR)等定量左心功能指标在二尖瓣成形与置换组间差异具有统计学意义(P<0.05)。2.二尖瓣双叶机械瓣置换组与ETER组及联合修复组术后,患者流场均匀性指标、TSS组间存在统计学差异(P<0.05)。结论：1.二尖瓣双叶机械瓣置换与成形术后瓣膜术后均能改善患者左心功能,但以“缘对缘”为主的二尖瓣成形方式术后定量左心功能(Em.Teil及SR)优于瓣膜置换。2.以“缘对缘”为主的二尖瓣成形方式术后虽然也对流场均匀性造成扰动,但流体力学指标仍优于二尖瓣机械瓣置换。五、二尖瓣置换与成形术后瓣下流场中应力与左心功能间的相关性研究目的：分析二尖瓣置换与成形术后,二尖瓣下游左心流场中TSS与左心室功能改变之间的相关性。方法：选取我院2010-01至2013-12期间,单纯二尖瓣关闭不全并接受二尖瓣置换或成形的患者,通过常规多普勒超声、组织多普勒,并且结合计算机辅助图像,通过计算流体力学,定量评估患者术后心功能与二尖瓣下游流场中流体力学指标。对二尖瓣术后左心室功能、瓣膜下游流场中流场均匀性指标与左心室流场中部位位点的湍流切应力(TSS)及心室壁应力(WS)之间进行相关性分析。结果：1.二尖瓣术后瓣膜下游流场中边界位点TSS与二尖瓣环运动速度存在相关性。2.二尖瓣术后WS与整体心功能LVEF,Tei旨数之间存在相关性。结论：二尖瓣术后瓣膜下游流场中TSS与局部左心室功能,WS与整体左心功能之间存在相关性,对术后左心功能恢复构成一定影响。
【作者】孙毅；
【导师】张桂敏；
【作者基本信息】昆明医科大学，外科学，2014，博士
【关键词】湍流切应力；超声心动图；热线流速仪；猪；方法学；成形环；缘对缘；二尖瓣置成形；血流动力学；左心功能；生物瓣膜；二尖瓣成形术；组织多普勒；双叶机械瓣；二尖瓣置换术；流场均匀性；左心室功能；室壁应力；

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