动静脉内瘘血管钙化与血流动力学参数的关系研究

摘要

动静脉内瘘（AVF）是血液透析患者首选的血管通路．AVF钙化是术后常见的并发症之一，其会引起AVF功能障碍、降低AVF的存活率、导致手术失败，然而关于AVF钙化的机制以及血流动力学的改变对AVF钙化的影响的研究并不充分．研究血流动力学参数与AVF钙化之间的关系，可为早期预测钙化位置提供依据．本文基于计算机断层扫描技术获得的患者AVF数据，用MIMICS 17软件重构了患者血管的三维几何模型，并对得到的三维几何模型的表面进行了光滑处理；用快速傅里叶变换对相应的多普勒超声图像数据进行处理，取前11阶重构得到的流速作为桡动脉进出口流速；根据以上基础，用计算流体动力学模拟软件ANSYS Fluent中基于不可压缩非牛顿流体的雷诺平均的Navier-Stokes方程求解血管内的流场．对数值模拟结果进行处理和计算，得到血管壁面剪切应力τ_W分布图、振荡剪切指数I_os、平均剪切应力τ_a和相对停留时间t_RR．对以上指标与病人实际钙化区域进行对比和分析的结果表明：在I_os值较高且τ_a值较低的区域，血管壁更倾向于钙化，综合I_os和τ_a这2个指标可判断血管壁某区域是否倾向于发生钙化；t_RR可以作为描述动脉粥样硬化问题的单一指标，但在预测钙化发生位置的问题中并没有表现出更强的相关性，仅可以辅助I_os和τ_a预测钙化出现的范围．

关键词

动静脉内瘘 / 血管钙化 / 壁面剪切应力 / 振荡剪切指数 / 平均剪切应力 / 相对停留时间