低狭窄病变引发心肌缺血的边界条件研究

心肌缺血并不仅与冠脉狭窄程度有关,同时与冠脉的边界条件密切相关,一些解剖学意义上的低狭窄病变同样会引发心肌缺血。因此,研究造成低狭窄病变引发心肌缺血的边界条件是临床上亟待解决的一个问题。血流储备分数(FFR)是用来诊断冠脉狭窄是否引发心肌缺血的金标准,本文通过构建不同边界条件下的低狭窄病变冠脉理想模型,来研究边界条件与FFR的关系。模型的边界条件的改变将通过生理参数的变化来实现,变化的生理参数包括心输出量、收缩压、舒张压。建立的理想血管模型用来模拟左回旋支,其狭窄率设置为40%。由心输出量根据流量分配法则,计算出静息状态下流经理想模型的血流量。通过变化收缩压与舒张压的大小,在标准压力波形基础上获取峰值不同的压力波形,使其作为模型入口的边界条件。由一个心动周期内的平均压力和血流量得到静息状态下的后负荷,并将其缩小为0.24倍以模拟充血状态做边界条件。当收缩压为120 mmHg,舒张压为80 mmHg,心输出量为4.5 L/min时,所对应的充血状态下的后负荷为25 mmHg·mL-1·s;最后算得FFR为0.930。当压力不变,心输出量为6 L/min,计算所得FFR为0.903。当收缩压增加到160 mmHg时,计算所得FFR为0.937。当舒张压减少到40 mmHg时,计算所得FFR为0.906。当选取收缩压为80 mmHg,舒张压为40 mmHg,心输出量为8 L/min时,此时血管模型的血流量为1.6 mL/s;最后FFR为0.783。由上述计算结果得知,心输出量增加时,流经血管的血流量也会增加,促使后负荷的降低的同时使三维模型的局部阻力增加,最终导致FFR数值的减少。收缩压与舒张压的降低,会导致平均动脉压的减少,导致静息状态下后负荷的减少,最终同样导致FFR数值的减少。因此心输出量较高,同时收缩压与舒张压较低的患者,当冠脉血管出现狭窄程度较低的病变时,也会容易出现心肌缺血的情况。