不同脉动灌注模式对膜式氧合器血液流动环境、血栓形成风险及气体交换性能的影响研究

目的探究不同脉动灌注模式(频率、振幅)对膜式氧合器血液流动环境、血栓形成风险及气体交换性能的影响。方法采用血流动力学建模仿真方法对临床氧合器进行分析,包括定常和不同脉动流量工况(平均流量均为4 L/min)。脉动包括3种频率(60、120、240 s^(-1))和3种振幅(1、2、3 L/min)的9种正交组合。研究分析氧合器内多个位置的血液累积停留时间(ART)、接触系统凝血因子浓度(C[FXIa])、氧合器进出口压降(P_(D))及血氧分压差值(ΔP_(O2))等指标。结果经计算,在选取的特征位置,脉动灌注模式下的时均ART和C[FXIa]均大于定常灌注模式;在脉动灌注模式下,随着振幅增大,时均ART和C[FXIa]均增大,且越靠近下游增幅越大;时均P_(D)降低;时均ΔP_(O2)上升。随着频率变化,上述指标无明显变化。在垂直于流向的截面内,距离进口高度越远时,时均ART和C[FXIa]越大;距离进口高度相同时,在截面对称轴处,时均ART和C[FXIa]较大。结论相比于定常灌注模式,脉动灌注模式会增大氧合器血栓形成风险,但同时会降低血流动力学能量损失,提升气体交换性能。在脉动灌注模式下,与频率相比,振幅的影响更显著,振幅越大,越靠近下游,血栓形成风险越大。随着振幅增大,氧合器血流动力学能量损失降低,气体交换性能变好。