本文關(guān)鍵詞：左心室舒張?jiān)缙诠δ苣Ｐ驮u(píng)價(jià)方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：心血管疾病是危害人類生命健康最嚴(yán)重的疾病之一,且發(fā)病率呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢(shì)。治療心血管疾病的費(fèi)用也是十分巨大的,給整個(gè)國(guó)家、社會(huì)和患者的家庭帶來(lái)了沉重的負(fù)擔(dān)。已知人體年齡增加和心血管疾病危險(xiǎn)因素會(huì)直接影響整個(gè)心血管系統(tǒng)的形態(tài)及力學(xué)性能。然而,由于心血管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能十分復(fù)雜,簡(jiǎn)單的觀測(cè)已經(jīng)不能滿足臨床早期和精確診斷的需要。隨著科技的進(jìn)步和新技術(shù)的出現(xiàn),更多的數(shù)理模型方法已進(jìn)入到心血管研究領(lǐng)域,為心血管的功能研究和創(chuàng)新突破提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 實(shí)際上,心血管系統(tǒng)可以看成是以心臟為核心的力學(xué)系統(tǒng),其工作原理與心臟泵血機(jī)制及流體力學(xué)有很密切的關(guān)系。生物醫(yī)學(xué)研究人員在最新研究中提出,將心血管系統(tǒng)的力學(xué)模型、仿真計(jì)算模型應(yīng)用于早期精確診斷和治療方案的確立具有發(fā)展?jié)摿Α＞o密結(jié)合臨床,應(yīng)用醫(yī)學(xué)影像技術(shù)(如CT,MRI,超聲)結(jié)合流體力學(xué)理論和先進(jìn)的流場(chǎng)測(cè)試手段,建立以臨床病例(影像)為基礎(chǔ)的心血管生物力學(xué)模型與個(gè)體化手術(shù)方案,獲得感興趣的信息,量化和解釋測(cè)得數(shù)據(jù)并對(duì)某些生理現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)測(cè)分析,建立精確規(guī)范的心血管功能的無(wú)創(chuàng)檢測(cè)和分析方法,為臨床診斷提供更多的參考依據(jù)并提出個(gè)體化的治療方案。做到臨床與力學(xué)模型相結(jié)合,心血管系統(tǒng)建模與定量分析相結(jié)合,這是生物力學(xué)在心血管領(lǐng)域所應(yīng)實(shí)現(xiàn)的最終目標(biāo)。 已知舒張性心力衰竭(diastolic heart failure, DHF)臨床檢出率高。研究表明,舒張性心力衰竭是一組以具有心力衰竭癥狀和體征、射血分?jǐn)?shù)正常而舒張功能異常為特征的臨床綜合征,很多心衰患者在左心室(LV)收縮功能正常時(shí),舒張功能已表現(xiàn)異常。舒張功能異常通常會(huì)引起室壁僵硬度變化,心肌發(fā)生灶性損傷或纖維化使室壁僵硬度變大以致難以舒張。歐洲心臟病學(xué)會(huì)工作組已將室壁僵硬度納入DHF的診斷標(biāo)準(zhǔn)。目前評(píng)價(jià)舒張功能的方法包括多普勒超聲測(cè)量血流頻譜、等容舒張時(shí)間法、核素心血池顯像方法檢測(cè)左心室容積變化與壓力變化的關(guān)系來(lái)確定左心室腔僵硬度(dP/dV)�，F(xiàn)有方法還有一些缺陷和不足,如不能做到無(wú)創(chuàng)傷性、準(zhǔn)確測(cè)量心室容積難度大、實(shí)時(shí)性差等。本論文基于超聲心動(dòng)圖的無(wú)創(chuàng)傷性、高幀頻、實(shí)時(shí)等技術(shù)特點(diǎn),擬探索建立一種新的關(guān)于心臟功能描述建模方法。首先在臨床采集58例健康成人和17例左心室肥厚(LVH)患者超聲心動(dòng)圖血流過(guò)二尖瓣E峰圖像,基于最小二乘法算法編制Matlab程序獲取血流過(guò)二尖瓣多普勒速度E峰輪廓。將左心室與振蕩器進(jìn)行類比,通過(guò)數(shù)學(xué)方程將E峰圖像數(shù)值化,結(jié)合流體力學(xué)理論計(jì)算獲得舒張?jiān)缙谧笮氖襊-V(壓力-容積)曲線,線性回歸斜率推導(dǎo)左心室壁僵硬度。應(yīng)用該模型對(duì)正常人和LVH患者的左心室壁僵硬度K值進(jìn)行計(jì)算,并使用SPSS18.0軟件對(duì)K值和其他超聲、臨床參數(shù)的相關(guān)性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。 結(jié)果顯對(duì)正常人和LVH患者K值計(jì)算結(jié)果敏感可靠(正常人：0.21±.047,LVH：0.42±0.09)。LVH患者左心室容積每搏變化量明顯減小。正常對(duì)照組各超聲參數(shù)、數(shù)值計(jì)算參數(shù)與左心室壁僵硬度相關(guān)性的分析表明,左心室壁僵硬度K與E峰的峰值速度呈正相關(guān),與DT(E峰減速時(shí)間)和IVRT(等容舒張時(shí)間)呈負(fù)相關(guān)。LVH組各超聲參數(shù)和數(shù)值計(jì)算參數(shù)與左心室腔僵硬度相關(guān)性的分析表明,E峰的數(shù)值參數(shù)c(E峰數(shù)值參數(shù))、IVRT. DT與左心室壁僵硬度K呈正相關(guān),其中與DT和IVRT呈高度正相關(guān)。該方法所得結(jié)果與已知理論具有較高的一致性,表明該左心室壁僵硬度力學(xué)模型是合理可靠的,能夠在一定程度上能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法上的不足,可對(duì)病情進(jìn)行量化評(píng)價(jià),為心血管系統(tǒng)的研究提供了一種新的方向。 本文的另一項(xiàng)任務(wù)是通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)心臟進(jìn)行有限元建模和流場(chǎng)計(jì)算仿真。使用超聲心動(dòng)圖技術(shù)采集二維心尖四腔心切面的灰階圖像,通過(guò)Matlab軟件包編制的交互程序勾取左心室內(nèi)壁及二尖瓣的空間位置并獲取坐標(biāo)數(shù)據(jù),選用AutoCAD軟件包重建左心室二維圖像,ICEM CFD作為網(wǎng)格劃分技術(shù),在Fluent軟件包中進(jìn)行仿真分析。分別將計(jì)算結(jié)果與本實(shí)驗(yàn)室的基于數(shù)值積分理論的_左心室流場(chǎng)可視化技術(shù)獲得的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證該方法準(zhǔn)確性。結(jié)果表明血流快速進(jìn)入左心室后形成渦流的位置和血流分別向兩側(cè)分流的位置都具有較高一致性,但是由于缺乏統(tǒng)一的定量工具,還不能夠?qū)Y(jié)果進(jìn)行定量對(duì)比。為探尋心臟不同病變情況下左心室流場(chǎng)的特異性,使用該方法對(duì)正常人和擴(kuò)心病患者的左心室血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)進(jìn)行了對(duì)比分析。 通過(guò)對(duì)比結(jié)果表明擴(kuò)心病患整個(gè)左心室擴(kuò)大,球形度增加,和正常人血流狀態(tài)存在明顯差異。和正常人相比擴(kuò)心病患者的左心室內(nèi)平均血流速度偏低,擴(kuò)心病患者左心室被最大血流速度僅為0.92m/s(正常人為1.5m/s)。正常人的血流速度等值圖分布較為對(duì)稱,擴(kuò)心病患者則對(duì)左側(cè)二尖瓣產(chǎn)生較大負(fù)荷。而且兩者的渦流強(qiáng)度、渦流位置和渦流形成的時(shí)間都存在差異。左心室內(nèi)血流交匯處的形態(tài)也不相同,正常人為縱向分布,擴(kuò)心病患者則是橫向分布,且流線散亂。 本論文的所有研究工作都是以常規(guī)超聲心動(dòng)圖成像技術(shù)為基礎(chǔ),以臨床病例和采集的超聲心動(dòng)圖圖像作為數(shù)據(jù)來(lái)源,建立功能模型和仿真模型展開(kāi)后續(xù)對(duì)心血管系統(tǒng)的診斷的研究,將為心臟疾病的臨床診斷提供新的參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：心臟 左心室舒張功能 力學(xué)模型 僵硬度 超聲心動(dòng)描記術(shù) 流場(chǎng)
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：R-33
【目錄】：

• 摘要6-9
• ABSTRACT9-14
• 第1章 緒論14-25
• 1.1 研究意義14-15
• 1.2 研究現(xiàn)狀15-22
• 1.2.1 心室?guī)缀涡螤?/span>16-17
• 1.2.2 心肌黏性17-18
• 1.2.3 心肌僵硬度18-20
• 1.2.4 心肌松弛型20-22
• 1.2.5 心室間的相互作用22
• 1.3 本論文主要研究工作22-24
• 1.4 本文的主要研究創(chuàng)新點(diǎn)24-25
• 第2章 左心室壁舒張?jiān)缙诮┯捕攘W(xué)模型評(píng)價(jià)方法的研究25-40
• 2.1 心臟及循環(huán)系統(tǒng)的簡(jiǎn)介25-29
• 2.1.1 心臟結(jié)構(gòu)及作用25-26
• 2.1.2 心臟的循環(huán)26-27
• 2.1.3 心臟的泵血機(jī)制27-29
• 2.2 左心室壁舒張?jiān)缙诮┯捕攘W(xué)模型29-34
• 2.2.1 研究對(duì)象29
• 2.2.2 圖像獲取29
• 2.2.3 多普勒E峰圖像分析29-31
• 2.2.4 LV舒張?jiān)缙谌莘e每搏變化量和壓力31-33
• 2.2.5 統(tǒng)計(jì)方法33-34
• 2.3 左心室壁舒張?jiān)缙诮┯捕鹊挠?jì)算34-39
• 2.4 本章小結(jié)39-40
• 第3章 左心室內(nèi)流體力學(xué)分析40-47
• 3.1 心臟模型的建立41-42
• 3.2 左心室網(wǎng)格劃分42-44
• 3.3 左心室流體動(dòng)力學(xué)模型設(shè)置44-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第4章 左心室流場(chǎng)結(jié)果47-56
• 4.1 正常人左心室流場(chǎng)分析47-50
• 4.2 擴(kuò)心病患者左心室流場(chǎng)分析50-54
• 4.3 本章小結(jié)54-56
• 第5章 結(jié)論與展望56-59
• 致謝59-60
• 參考文獻(xiàn)60-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文65

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 林亞華;景在平;趙志清;梅志軍;馮翔;馮睿;陸清聲;;人胸主動(dòng)脈血液脈動(dòng)流的三維數(shù)值分析[J];第二軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào);2006年08期

2 呂霞付,蔡紹皙;血液密度測(cè)量及其在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床中的應(yīng)用[J];國(guó)外醫(yī)學(xué).生物醫(yī)學(xué)工程分冊(cè);2001年04期

3 陽(yáng)躍忠;高血壓性左心室肥厚的病理意義及其逆轉(zhuǎn)[J];廣西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版);1995年S1期

4 任志安;郝點(diǎn);謝紅杰;;幾種湍流模型及其在FLUENT中的應(yīng)用[J];化工裝備技術(shù);2009年02期

5 古成中;吳新躍;;有限元網(wǎng)格劃分及發(fā)展趨勢(shì)[J];計(jì)算機(jī)科學(xué)與探索;2008年03期

6 范覺(jué)新,閆翠卿,張運(yùn),張梅,趙玉霞;無(wú)創(chuàng)技術(shù)估測(cè)左室心肌松弛時(shí)間常數(shù)的研究[J];臨床心血管病雜志;2003年12期

7 方紅榮;唐陶;章湘明;莊茁;;基于實(shí)驗(yàn)的心肌被動(dòng)力本構(gòu)模型[J];力學(xué)學(xué)報(bào);2008年03期

8 唐陶;王世騏;裘鈞;莊茁;;心肌細(xì)胞大變形黏彈性模型及在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J];力學(xué)學(xué)報(bào);2009年06期

9 鄂瓏江;吳效明;胡玉蘭;;心血管系統(tǒng)建模的研究進(jìn)展[J];現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展;2008年08期

10 歐穎;張小兵;鄭鳴之;包家立;陳瑩瑩;沈岳;;左心室舒張功能評(píng)價(jià)方法的研究[J];生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志;2010年02期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 馬楚云;VFM技術(shù)對(duì)擴(kuò)張型心肌病患者心動(dòng)周期不同時(shí)相左室腔內(nèi)流場(chǎng)的研究[D];第二軍醫(yī)大學(xué);2011年

2 沈潔;超聲血流向量成像技術(shù)評(píng)價(jià)糖尿病前期左心室舒張期流場(chǎng)狀態(tài)[D];川北醫(yī)學(xué)院;2012年

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本文編號(hào)：368172