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不同类型主动脉瓣偏心放置下瓣后流场特性的粒子图像测速实验研究

Flow Field Characteristics of Aortic Valve with Eccentric Lower Valve Placement:A PIV Experimental Study

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摘要目的探究不同类型人工主动脉瓣膜的偏心放置对瓣后流场的影响.方法建立体外脉动循环模拟系统,利用粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)实验分别研究生物瓣和机械瓣在居中放置(0 mm)及偏心放置(1 mm)两种情况下瓣后流场变化,通过速度、涡度及黏性剪切应力血流动力学参数对流场状态进行评估.结果通过分析瓣膜在收缩早期、加速期、峰值期及减速期4个特征时刻的流场变化,发现生物瓣和机械瓣的流场分布存在显著差异,生物瓣为中心射流左右对称,流速较大;机械瓣呈现三孔射流,中心流速较低.在偏心放置的情况下,两种瓣膜窦部区域血流缓慢,平均流速降低,不利于涡流的形成和维持.心动周期峰值期生物瓣和机械瓣窦部最大黏性剪切应力分别为0.45、0.67 Pa,接近内皮细胞损伤阈值.结论机械瓣和生物瓣在偏心放置情况下会导致窦部血流速度降低,黏性剪切应力减小,从而为血栓形成创造了有利条件.临床手术中应注意瓣膜置换的位置,避免出现偏心放置的情况.

作者 韩恩慧 ^[1] 侯倩文 ^[2] 肖洋 ^[3] 孟雅娜 ^[2] 魏海洋 ^[2] 江誉 ^[3] 胡建军 ^[3] 周建业 ^[2] 学术成果认领

作者单位 中国医学科学院北京协和医学院阜外医院心血管疾病国家重点实验室,国家心血管病中心,北京 100037;燕山大学建筑工程与力学学院,河北秦皇岛 066004 ^[1] 中国医学科学院北京协和医学院阜外医院心血管疾病国家重点实验室,国家心血管病中心,北京 100037 ^[2] 燕山大学建筑工程与力学学院,河北秦皇岛 066004 ^[3]

关键词主动脉瓣粒子图像测速偏心放置血流动力学 aortic valve particle image velocimetry eccentric placement hemodynamics

分类号 R318.01（医用一般科学）

栏目名称

心血管

DOI 10.16156/j.1004-7220.2025.01.003

发布时间 2025-03-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

基金项目

中国医学科学院医学与健康科技创新工程（2021-I2M-1-006）国家自然科学基金（12402382）