左心室流体动力学的超声可视化研究

长期以来临床心脏病学和基础研究缺乏在体心室腔内血液流场及其流体动力学状态可视化量化评价。已知对心室腔内血流流场的层流和涡旋运动等流体状态进行可视化观察和量化评价将有助于更为深入和精确地揭示心脏疾病状态血液流体动力学异常机制。.本研究采用全新的超声可视化量化流场速度向量检测技术，在技术改进的基础上建立系统完整的超声评价心室腔内流场和流体力学研究体系，研究心室腔内血液在收缩和舒张期的流体能量传递过程，揭示正常、急性心肌缺血和不同类型心室电机械兴奋状态下的心室心腔内血液流场及其流体力学变化；通过三维心室心肌力学与流体动力学状态的时空关联分析，展示心室腔内流体与心室心肌间力与能量转换过程及其时空关联关系。.研究成果将为心脏疾病精确功能诊断和高度选择性内外科治疗提供具有创新价值和临床实用的流场及流体力学可视化观察和量化评价技术保障，将为建立心室特有的非线性流体和固体力学模拟方程式提供基础力学数据。

初步建立了具有自主知识产权的针对不同图像来源及模式的心腔内血液流场和左心室壁心肌组织运动同步可视化评价和分析系统。改进了心腔内流场的数学计算方法和参数分析方法。该系统的建立为进一步的流固耦合力学观察和量化评价奠定了坚实的技术基础。持续改进了基于多普勒和光流原理的心腔内流场的数学计算方法和参数分析方法。所获得的心腔内流体流场图像可视化效果较原有流场图像分析方法所获效果有较大改进。.　　　已经进一步改进初步建立的心腔内血液流场和心肌固体力学同步评价和分析系统。同时开始将该系统逐步产品化，已经形成可以实际应用的心腔内流场和心肌固体力学同步分析专业软件系统。.　　　建立了精确的心血管试验模拟模型对限定条件下的流场状态进行多种方式的模拟和观测。已经建立了心血管腔内层流和涡流的模拟实验模型实验，并通过试验模型对已经建立的心腔内流场分析方法进行了实验验证。初步研究结果表明：采用基于多普勒原理的心腔内流场分析方法能够较为准确可靠的观察和评价流场状态并能够进行量化评价。声束角度依赖和流场边界条件的确定是影响观测结果的主要因素。.　　　已经建立全新的人类和动物可视化心脏系统观测技术平台，实现了人类和动物离体心脏的体外心肌力学状态和腔内流体状态的可视化观察和评价。为进一步的深入客观技术验证创造了必要条件。.　　　正式进行了动物实验获取不同干预病理状态下大量的心腔内流场观测和分析图像。进一步确立病变早期诊断和已知病变的精确诊断。初步确定通过应用已经建立的该项技术方法能够在病变早期区分正常和病理异常状态的心腔内流场并能够进行量化评价。.　　　进行了初步的临床试验，获得了包括糖尿病、扩张型心肌病、肥厚型心肌病、心脏瓣膜病等临床相关疾病的心腔内流场分析图像。已经开始结合心肌固体力学状态评价对不同类型糖尿病的心腔内流场状态进行分析。持续获取不同病理状态动物实验心腔内流场和同步左心室壁心肌运动观测和分析图像,为正常和不同病理状态流固耦合可视化分析提供基础分析图像。已经完成对不同类型糖尿病临床病例和急性心肌缺血动物实验模型的心腔内流场状态进行分析。.　　　已经进一步改进建立的可视化心脏模型，同时进一步改进了心血管腔内层流和涡流的离体心脏实验模型，并进行进一步的技术验证实验和多种体外干预实验。将建立更为精确的心血管试验模拟模型和对限定条件下的流场状态进行多种方式的模拟和观测。