肺动脉前向血流对剪切力的改善作用及其保护双向Glenn分流术肺血管内皮功能的研究

Bidirectional Cavopulmonary Shunt(Glenn Shunt) is common surgical procedure for complicate Congenital Heart Disease. Classic Glenn Shunt sutures the main pulmonary. So there is no pulsatile blood with low shear stress in pulmonary circulation. Many studies demonstrated that low shear stress injury the pulmonary vascular endothelium function and cause the occurrence of pulmonary vascular endothelium dysfunction. Therefore, reserving or partial reserving antegrade pulmonary blood flow(APBF) is always an option for surgeons when Glenn Shunt is performed. However, how to detect the improved shear stress by APBF and its role in reducing the pulmonary endothelium dysfunction in Glenn Shunt? What is the crossover level of APBF to protect the pulmonary endothelium function in Glenn Shunt? And Whether it is possible to optimize the individual APBF level before operation for decreasing power loss and the rate of super vena cava obstruction? In this present study, we apply computational hemodynamics, visual surgery, Glenn Shunt animal model and pulmonary endothelial test to investigate these scientific questions, which may advise clinical practice for Glenn Shunt.

上腔静脉肺动脉吻合术（双向Glenn分流术）是常见的复杂先天性心脏病外科术式。经典的双向Glenn分流术需要缝闭主肺动脉,因此肺循环内缺少搏动性血流、剪切力异常降低。研究证实，双向Glenn分流术肺循环低剪切力会损伤肺血管内皮功能，导致肺血管内皮功能障碍的发生。因此保留或部分保留肺动脉前向血流一直是众多外科医生施行双向Glenn分流术的可选项。但是如何检测肺动脉前向血流对双向Glenn术肺循环剪切力的改善作用及其是否降低了肺血管内皮功能障碍的发生？如何发现能保护肺血管内皮功能的肺动脉前向血流临界开放程度，从而为术中决策提供依据？术前能否优化设计符合患儿个体化特征的肺动脉前向血流开放程度，以减少能量损失和上腔静脉回流障碍的发生？我们拟采用计算血流动力学技术、双侧Glenn分流术动物模型和虚拟手术技术，结合肺血管内皮功能损伤检测，对上述问题展开实验研究，以期指导双向Glenn分流术的临床实践。

上腔静脉肺动脉吻合术（双向Glenn分流术）是常见的复杂先天性心脏病外科术式。经典的双向Glenn分流术需要缝闭主肺动脉,因此肺循环内缺少搏动性血流、剪切力异常降低。研究证实，双向Glenn分流术肺循环低剪切力会损伤肺血管内皮功能，导致肺血管内皮功能障碍的发生。因此保留或部分保留肺动脉前向血流一直是众多外科医生施行双向Glenn分流术的可选项。但是如何检测肺动脉前向血流对双向Glenn分流术肺循环剪切力的改善作用及其是否降低了肺血管内皮功能障碍的发生？肺动脉前向血流对剪切力的作用是否随患儿个体条件不同而改变？如何发现能保护肺血管内皮功能的肺动脉前向血流临界开放程度，从而为术中决策提供依据？我们拟采用计算血流动力学技术、虚拟手术技术和双向Glenn分流术动物模型，结合肺血管内皮功能损伤检测，对上述问题展开实验研究，以期指导双向Glenn分流术的临床实践。本课题的研究发现了能保护双向Glenn分流术肺血管内皮功能的ABPF临界开放区间为原肺动脉直径的1/3-1/2；而Glenn分流术中，上腔静脉与肺动脉的吻合角度偏向右侧时，其流体形态、能力消耗压差和剪切力要明显好于偏向左侧的角度；此外，本研究利用患者个体化影像资料进行虚拟手术设计研究心内管道Fontan手术不同offset吻合位置对于术后流体力学优化的影响，发现offset位于1/3时的流体表现最佳。这些结果都为今后外科的设计、改良和优化提供了全新有临床价值的视角，也为流体力学的改变可能导致肺血管内皮功能障碍提供了有科学价值的线索和相关证据。