斑块形态影响血流动力学参数的高频超声研究

作     者：秦倩丽 

作者单位：东北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张耀楠;郑海荣

授予年度：2014年

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 100207[医学-影像医学与核医学] 1002[医学-临床医学] 08[工学] 1010[医学-医学技术（可授医学、理学学位）] 100201[医学-内科学(含：心血管病、血液病、呼吸系病、消化系病、内分泌与代谢病、肾病、风湿病、传染病)] 100204[医学-神经病学] 10[医学] 

主      题：血管仿体 高频超声图像 Echo PIV 互相关算法 

摘      要：心脑血管疾病是全球第一位的死亡原因,也是危害我国人民健康的“头号杀手。动脉粥样硬化,是最常见的和最具有危害性的心脑血管疾病。因为斑块一旦破裂,破裂后的斑块就形成血栓,血栓完全堵住血管,会引发急性心脑血管事件,甚至危及人的生命。因此,及时识别易损斑块患者并进行干预治疗对于预防心脑血管疾病有重要意义。研究表明,动脉粥样硬化的发生与血管壁面的交变剪切应力有很大关系。因此,研究斑块的血流动力学参数对预防斑块破裂有重要意义。而现有的关于斑块形态对血流动力学参数的影响大多停留在计算机建模,而没有实现采用动脉管仿体或者动物实验来模拟斑块。本文利用一种非侵入、高分辨率的二维流场测量及成像技术,即超声粒子图像测速技术(Echo Particle Image Velocimetry, Echo PIV)研究斑块形态变化对动脉管壁剪切应力的影响,为斑块破裂的早期预警和临床干预治疗提供理论依据和指导。主要做了以下几项工作：(1)设计并制作了血管仿体模具,并根据冷冻-解冻法,使用PVA水凝胶制作了一系列斑块形态不同、硬度相同的血管仿体。(2)搭建了与人体血液循环系统具有相同周期脉动特征的流体循环系统。由脉动泵产生的脉动流,经过储液池、传输管道流经血管仿体,使其产生周期性收缩、舒张,通过对脉动泵频率、每搏输出量、收缩期／舒张期时间比等参数的调控,使弹性血管仿体产生模拟人体血管的运动特征。(3)利用超声粒子图像测速技术进行体外管流实验。以Echo PIV技术为工具,获取仿体血管的血流速度分布、剪切应力分布等信息,研究斑块几何形状对流场剪切应力的影响,进而分析斑块形态对斑块易损性的影响。这些研究主要探索了斑块形态与斑块的易损性的关系,对心脑血管疾病的发展机制、干预治疗有重要的意义。