7.3.2 血流动力学分析
(1)血流动力学参数
对三组模型的血流动力学参数进行了比较分析,统计了血管不同区域参数数值大小的差异(表7-2),尤其是前文提到的支架近远端动脉粥样硬化斑块原发和易损高风险区域的血流动力学特征。
表7-2 三组模型在不同区域的血流动力学参数
Table 7-2 The hemodynamic descriptors for three models in different regions

续表

1)TAWSS:图7-10为三组模型血管壁面TAWSS的分布云图。可以看出对于近心端模型,血管壁面切应力整体水平最高,低剪切力区域较小,主要分布在血管入口部分位置,且血管中后段剪切力较大分布较为均匀。对于中心端血管模型,壁面剪切力分布较为特殊,血管中段即斑块的中心区域切应力较高,而在血管进出口存在较为明显的低切应力区域,血管入口对应的区域为支架近端低切扰流区域,该位置存在较高的新生斑块和支架内再狭窄的风险。对于远心端模型,血管入口存在较为明显的低切应力区域,该区域对应斑块中心区域,较低的剪切力可能会对斑块破裂以及支架内再狭窄产生不利影响,血管中后段壁面剪切力分布较为均匀,在4号血管出口处存在明显的低切应力区域。

图7-10 血管模型TAWSS分布。(a)3个近心端模型。(b)2个中心端模型。(c)3个远心端模型。[引自:He S, et al. Effects of different positions of intravascular stent implantation in stenosed vessels on in-stent restenosis: An experimental and numerical simulation study[J]. J Biomech, 2020, 113: 110089.]
Figure 7-10 Distribution of TAWSS in vascular model.(a)three Proximal models.(b)two Middle models.(c)three Distal models. [Adapted from: He S, et al. Effects of different positions of intravascular stent implantation in stenosed vessels on in-stent restenosis: An experimental and numerical simulation study[J]. J Biomech, 2020, 113: 110089.]
2)OSI:图7-11为三组模型血管壁面的OSI分布云图。从图中可以看出,OSI的分布具有明显的区域特征,高OSI存在于中心端和远心端模型上。对于近心端模型,OSI保持较低的水平,只在1号血管入口处存在少量高OSI区域,而在2、3号血管内几乎没有高OSI的区域。对于中心端模型,在血管进出口均存在明显的高OSI,而在血管进口处,对应低切应力的区域出现了显著的高OSI。对于远心端模型,3号血管OSI较为正常,只在血管进口处出现偏高的OSI,4号血管进出口区域OSI较高,与低切应力区域保持一致,7号血管进口OSI非常高,其他区域OSI保持较低水平。(https://www.daowen.com)
图7-11 血管模型OSI分布。(a)3个近心端模型。(b)2个中端模型。(c)3个远心端模型。[引自:何仕成.血管内支架植入狭窄血管段不同位置对支架内再狭窄的影响[D]. 重庆:重庆大学, 2019.]
Figure 7-11 Distribution of OSI in vascular model.(a)three Proximal models.(b)two Middle models.(c)three Distal models. [Adapted from: He SC. Effects of different position of intravascular stent implantation in stenosed vessels on in-stent restenosis[D]. Chongqing: Chongqing University, 2019.]
3)RRT:图7-12为三组模型血管壁面RRT的分布云图。从图中可以看出,血管壁面RRT的分布与TAWSS分布较为相似,在低切应力和高OSI区域通常出现较高的RRT,对于整体RRT水平,远心端模型水平最高。近心端模型RRT水平最低,存在高RRT区域面积小,极值小等特点,且较高RRT出现在血管进口区域。中心端模型中高RRT主要出现在血管入口处,该位置同样出现高OSI和较低的切应力。远心端模型中高RRT出现在血管入口处和支架丝附近,4号血管在出口高OSI区域同样出现了较高的RRT。

图7-12 血管模型RRT分布。(a)3个近心端模型。(b)2个中端模型。(c)3个远心端模型。[引自:何仕成.血管内支架植入狭窄血管段不同位置对支架内再狭窄的影响[D]. 重庆:重庆大学, 2019.]
Figure 7-12 Distribution of RRT in vascular model.(a)three Proximal models.(b)two Middle models.(c)three Distal models. [Adapted from: He SC. Effects of different position of intravascular stent implantation in stenosed vessels on in-stent restenosis[D]. Chongqing: Chongqing University, 2019.]
(2)血流动力学参数与支架位置的相关性
为了更好地分析支架植入位置的不同对血管入口段区域血流动力学参数大小的影响,对血管入口段区域随机采集了多个样本点TAWSS、OSI和RRT的数值,近、远心端模型选取20个样本点,中端模型选取30个样本点,最终构成了样本容量为180的样本数据。根据支架植入位置由近到远设置为1,2,3三个等级,斯皮尔曼相关性分析结果见表7-3。近心端模型血流动力学参数相关性结果,可以看到TAWSS、OSI、RRT与支架植入距离的相关系数较高,分别达到-0.718、0.898和0.818,相关性很好,并且在置信区间内显著性较好。即随着支架植入位置的变远,血管近段TAWSS会逐渐降低,而OSI和RRT则会随之升高。对于中心端血管模型区域,3个血流动力学参数与支架植入位置间的相关系数较小,相关性较低。对于远心端模型,3个血流动力学参数与支架植入位置的相关系数较小,尤其是OSI与植入位置的相关系数只有0.055,可见3个参数与支架植入位置间无极显著相关性。
表7-3 血管模型血流动力学参数与支架植入位置相关性
Table 7-3 The Spearman rank correlation analysis between the hemodynamic descriptors in different regions of the stenting segment and stent implantation positions

*从近端到远端排列位置,从1到3,每次计算样本量为180,*p<0.05;** p <0.01。