基于流固耦合算法的新型双球囊反搏装置性能评价

目的传统IABP的介入未能明显改善患有急性心肌梗死、心源性休克和严重冠状动脉疾病患者的死亡率。对此,本研究提出一种新型主动脉内双球囊设备来提高心肌灌注效果。对其进行血流动力学评估,并且与传统IABP进行对比。方法本研究建立了主动脉、传统IABP和双球囊IABP的有限元模型,通过瞬态流固耦合计算来阐明患者分别植入传统IABP和双球囊IABP后主动脉血流动力学状态和主动脉壁的生物力学状态。计算主动脉及其分支动脉的血流量、左室后负荷以及主动脉壁应力和壁面剪切应力分布,以评估双球囊IABP的血流动力学效果。结果左冠状动脉血流量增加了42%,右冠状动脉血流量增加了58%。无名动脉、左颈总动脉和左锁骨下动脉血流量分别增加了100%、103%和120%。反搏期间主动脉窦根部压力比传统IABP组高,卸载期间压力要低于传统IABP组。反搏期间高应力区域较于传统IABP更大,卸载期间低应力区域更大。小球囊放置处血管壁为高壁面剪切应力区域,下肢动脉壁壁面剪切应力有所下降。结论新型双球囊IABP较传统IABP可以显著提升心肌、上肢和脑部的灌注。新型IABP较传统IABP可以提升反搏压,降低后负荷。新型双球囊IABP所带来的更大波动应力变化和小球囊放置处高壁面剪切应力可能会对动脉壁带来不利的影响。