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背景:肺动脉栓塞(pulmonary embolism,PE)是影响住院患者健康的严重临床并发症之一,常见于创伤患者及长期卧床的高龄患者。引发PE的大多数栓子来自与下肢深静脉血栓形成(deep venous thrombosis,DVT)。大面积的PE治疗时间窗短,死亡率高,对PE积极认识、早期干预是目前的主要治疗策略。下腔静脉滤器(inferior vena cava filters,IVCF)是预防PE的有效措施,在临床上已广泛应用。但随着IVCF的应用增多,IVCF相关并发症的报道也逐渐增多,主要以DVT复发、下腔静脉闭塞为主。对IVCF的临床调查及试验研究发现,IVCF本身的结构及捕获到血栓后对下腔静脉血流的影响是引发相关并发症的重要原因。在患者PE高危期过后及时取出IVCF,对IVCF捕获到的血栓早期处理可以有效避免远期并发症的发生;但临床调查发现,可回收滤器的总体回收率并不理想,部分患者并不具备溶栓或取出IVCF的条件。为此我们研究设计了一种新型下腔静脉过滤装置,以期降低相关并发症的发生率。目的:设计制作新型非轴流可自动变形下腔静脉滤器(Eccentric Self-convertible Vena Cava Filter,ESCF)模型,通过体外血栓捕获试验验证ESCF的诱导血栓贴壁的能力及其血栓捕获效率,通过计算机仿真试验验证ESCF对稳定流体的影响,为ESCF的改进及进一步试验提供依据。方法:(1)将自制的ESCF结构植入直径分别为20mm和25mm的模拟流动管道内,在管道垂直、管道水平且ESCF偏心向下、管道水平且ESCF偏心向上三种不同位置下分别注入大小为3mm×30mm、5mm×30mm大小的血栓,观察ESCF对血栓的捕获及诱导血栓贴壁的情况。(2)使用Solidwork2013建模软件建立ESCF、Trap Ease及流体模型,使用Ansys14.5有限元分析软件模拟分析层流状态下ESCF和Trap Ease滤器未捕获血栓及捕获不同大小的血栓后流场内轴向流速及管壁剪切应力的变化情况。结果:(1)总计进行720次捕获实验,总体血栓捕获效率为82.6%(595/720);其中,ESCF在管道水平且偏心朝下时对血栓的捕获率最高(93.3%~100%)。管道直径、血栓大小、管道位置对ESCF血栓捕获效率存在显著的影响(P<0.05)。总计捕获血栓595枚,总体贴壁率为84.7%(504/595)。管道水平且ESCF偏心朝下时,捕获到血栓的贴壁率最高(98.2%~100%)。管道位置对血栓的贴壁率存在显著影响(P<0.05),管道水平时血栓贴壁率更高。血栓大小仅在管道水平且ESCF偏心朝上时对血栓贴壁滤有显著影响(P<0.05),较大的血栓贴壁率更高。(2)未捕获血栓时,ESCF内部仍能够维持层流状态,Trap Ease内部及下游出现了小范围的流速降低及湍流区域。两种IVCF捕获血栓后,血栓下游均出现了不同范围的血流紊乱或停滞区域,这些区域随着血栓增大而增大;与位于管道轴心的血栓相比较,ESCF内贴壁的血栓对血流的分流作用相对较小。在ESCF血栓与管壁接触的部位剪切应力为0,在血栓下游的管壁上出现了大面积的剪切应力降低区域;Trap Ease内部捕获5.75mm小血栓时管壁剪切应力变化不明显,当其捕获直径17.25mm血栓时,血栓周围的管壁剪切应力明显增高。结论:在体外模拟试验中总的血栓捕获率较高,并且具有良好的诱导血栓贴壁的能力。由于在管道水平方位下ESCF偏心朝向对血栓捕获率及血栓贴壁存在的影响较大,我们建议在后续的实验中,在ESCF有可能处于水平状态时将其偏心朝下放置,以获得最佳的血栓捕获率及血栓贴壁率。ESCF对稳态血流的影响相比较于轴心IVCF更小;贴壁血栓对稳态血流的影响较小;ESCF内贴壁血栓与管壁之间形成的低剪切应力区域有利于血栓粘附与机化,有助于避免ESCF后期自动变形后血栓脱落造成PE。