【摘要】：臨床上對主動脈根部的手術方案來自于臨床醫(yī)生的經驗,然而對術后重建主動脈根部結構在生物力學行為及手術后期主動脈根部發(fā)展狀況方面缺乏相關理論分析依據。尤其是對兒童等未成年患者,瓣膜移植、置換之后,隨著人體的生長,生長狀態(tài)的主動脈根部直徑擴張,非生長狀態(tài)的移植瓣膜存在再次關閉不全的風險。針對兒童患者人群,主動脈瓣膜幾何結構的設計需要對其中的生物力學機理進行進一步的分析,通過對臨床醫(yī)生提供的技術支持,指導以證據為基礎的手術決策,防止或降低術后重建的新主動脈瓣膜出現(xiàn)再次出現(xiàn)關閉不全的幾率。本課題研究不同主動脈瓣膜高度對重建主動脈根部開閉性能的影響,以及不同主動脈瓣膜高度對主動脈根部直徑擴張的適應性。側重于運用有限元軟件數(shù)值模擬的方法,在主動脈瓣的結構動力學方面,設置壓力、阻尼、瓣葉接觸和材料等屬性來模擬人體正常生理環(huán)境,建立瓣膜高度±0.5 mm增減的三維模型并模擬在主動脈根部直徑26～30 mm生長范圍中的狀態(tài)。通過分析主動脈根部最大應力值以及位置分布、瓣膜開口面積、瓣葉對合力等有關主動脈根部瓣膜開閉性能的評價指標。對比相關文獻中提供的主動脈根部結構數(shù)據以及分析結論,結合臨床醫(yī)生意見,提出合理的主動脈根部手術規(guī)劃的應用建議。本課題的研究得到的結果:一、正常主動脈根部直徑下,主動脈瓣膜的高度尺寸的差異對主動脈瓣膜關閉性能存在影響,太小或太大的瓣膜高度會減小主動脈收縮期瓣口面積,影響主動脈關閉功能,26 mm的主動脈根部直徑適應的瓣膜高度尺寸在13.5～15 mm之間。二、13.5～15 mm四種不同主動脈瓣膜高度在“生長狀態(tài)”主動脈根部中的適應性的研究過程中,發(fā)現(xiàn)不同的主動脈瓣膜高度H為13.5 mm適應根部直徑在26～27 mm之間;H為14 mm適應根部直徑在26～28mm之間;H為14.5 mm適應根部直徑范圍在26～30 mm之間,是最優(yōu)的主動脈瓣膜的高度設計;H為15 mm適應根部直徑范圍在28～30 mm。研究發(fā)現(xiàn)瓣膜高度對主動脈根部直徑有不同的適應性,總體優(yōu)勢是瓣膜高度越大,越適應生長狀態(tài)的主動脈根部狀態(tài)。然而兒童的身體存在差異性,需對不同患病個體設計移植主動脈瓣膜結構尺寸考慮瓣膜高度的適應性,以便獲得理想的手術后期主動脈根部運動狀態(tài),減緩或避免再次手術。上述的從研究所獲得的理論分析結果可助于臨床醫(yī)生高效率地、科學地、有理據地制定主動脈根部瓣膜移植手術方案,為醫(yī)患共同提供詳細的病理信息,可避免醫(yī)生和患者之間的糾紛。
【圖文】：

圖 1-1 主動脈根部的名稱和尺寸關系Fig. 1-1 The name and size relationship of the aortic root在臨床治療兒童主動脈瓣關閉不全，可采用主動脈瓣修復手術和替換手術兩種方式診治主動脈根部和升主動脈病變[2]。經外科手術醫(yī)生多年經驗，與主動脈瓣置換手術相比較，主動脈瓣修復手術在生物相容性和長期有效性方面具有較大優(yōu)勢，使得患者在主動脈瓣膜修復手術后的 10 年左右內，大于 90%的重建瓣膜

（a） （b）圖 2-1 8 參數(shù) 15 坐標點主動脈根部模型[34]（a）主動脈根部 （b）主動脈瓣葉Fig. 2-1 The aortic root model with 8 parameters and 15 points(a) Line sketch of the aortic root (b) Line sketch of the aortic leaflets2.1.2 參數(shù)設置在構建主動脈根部數(shù)值模型時需要重點考量如下邊界條件：（一）材料屬性；結合生物學方面以及化學材料相關方向對主動脈根部血管壁組織、瓣葉材料屬性總結有三種：一是線彈性材料，各向同性；二是超彈性材料，各向異性；三是線彈性材料，正交各向異性[35,36,37]。在主動脈根部生物力學方面研究，，針對模擬需要，對主動脈根部各部分可以采用相關的材料屬性設置。（二）單元、網格的類型；主動脈根部的單元使設置是實現(xiàn)有限元分析的基
【學位授予單位】：北京工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O313;R726.5

【參考文獻】

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1 孫永輝;孫迎貞;王安彪;鄒承偉;范全心;李德才;李紅昕;王正軍;張騫;;大動脈調轉術治療小兒復雜性先天性心臟病[J];山東大學學報(醫(yī)學版);2011年08期

本文編號：2697145