0　引言

正常的主动脉根部解剖结构对于维持主动脉瓣的功能正常十分重要。在临床上已有大量病例证明，主动脉根部的几何构型是影响术后新主动脉瓣关闭不全的关键因素[1]。

临床上大动脉调转手术后新主动脉瓣膜关闭不全患者的CT图像，与正常人相比，其心室流腔方向与主动脉轴线存在夹角。当瓣膜关闭时，血流的主要能量可能会集中作用于某个瓣叶，从而影响瓣叶关闭，造成瓣叶关闭不全。尽管已经发现心室流腔方向与主动脉轴线所呈夹角对瓣膜关闭功能有重要影响，但在进行大动脉调转术、主动脉瓣修复术以及瓣膜置换术等手术时，对于主动脉根部几何构型和尺寸的选择，主要源于临床医生的经验，因此心室流腔和主动脉轴线夹角的存在对于主动脉瓣膜关闭性能的影响需要进一步的分析，以此为临床上的手术决策提供科学指导。研究成果将进一步揭示大动脉几何构型影响新主动脉瓣的生物力学机制，为制定更高效、合理的大动脉调转手术方案和实现更好的手术规划提供科学依据。

书中故事和青春或憧憬已无什么关系，也并非浪漫愉悦。呈现更多的是成年人的阴影、考验、损伤、辗转反侧、困顿冲突及难以言尽之处。人与时间并行，渐渐看清心灵的复杂褶皱和层次。也只有历经世事之后，理解力才能够穿透表象抵达本质，并试图给予一切宽谅。写到《春宴》，内心清朗。这并非指它是属性清朗的作品，相反，它代表的是一条于黑暗中穿行的道路，黑暗本身是它的内容，且这黑暗部分也是容易引起误解以至不悦或不适的。人在对苦痛和阴影有所承当有所体悟之后，才能真正理解其所映衬的那一道纯净自若的光。

目前国内外已有学者对主动脉根部结构以及主动脉瓣进行了数值模拟研究。Labrosse等[2]利用尺寸不同的主动脉根部硅橡胶模型在左心模拟器中进行实验，获得了保持主动脉瓣功能正常的主动脉根部尺寸范围。之后Labrosse等[3]使用该尺寸建立主动脉根部几何模型，用最大瓣叶应力、开口面积、打开和关闭特性以及舒张期对合区域面积等指标，评价两种瓣叶脱垂修复手术的手术效果，为后期学者的相关研究提供了参考。Marom等[4]建立了主动脉根部的流固耦合模型，用瓣叶对合面积、接触力、瓣叶轴向位移、关闭时间和有效对合长度等指标，对瓣叶的关闭状态和对合情况进行评价。Marom等[5-6]同样利用上述方法建立了主动脉根部的几何模型，研究了瓣环直径、窦管交界直径与瓣环直径的比值对主动脉瓣关闭性能的影响；通过对主动脉瓣有效对合长度、舒张期应力分布和收缩期峰值时刻瓣叶上受到的血流剪切应力值等指标的分析表明，窦管交界直径和瓣环直径的变化会改变主动脉的血流动力学和瓣叶的组织力学状态。Weltert等[7]研究了瓣环和窦管交界直径扩张对瓣叶应力分布的影响，其研究结果表明相对窦管交界直径扩张，主动脉瓣膜手术中瓣环直径的扩张对瓣膜的影响更大。潘友联等[8]对冠状窦口的位置做了研究，结果表明当冠状窦口位于窦底部时，窦部最大直径处出现局部高压，此处的局部高压有利于3个窦产生对称的变形，降低瓣叶对合错位的风险；当冠状窦口位于窦中部时，由于冠状动脉入口的存在，在窦最大直径处不会出现局部高压。乔爱科等[9]研究了主动脉根部的窦管交界直径、窦部直径以及瓣环直径对瓣叶的影响，结果表明窦管交界比窦部直径变化对瓣环直径的影响大，而同样的主动脉根部结构，增大瓣环直径会减少瓣叶的有效对合，从而影响主动脉瓣关闭功能。尽管上述研究已经对窦部、窦管交界、瓣环直径等主动脉根部结构尺寸影响主动脉瓣关闭性能的生物力学机制做了相关探索，并且均表明主动脉根部的几何构型变化一定会影响主动脉瓣的力学性能。此外目前对于主动脉根部心室流腔角度的研究还仅仅是做了相关病例统计以及随访研究[10-11]，说明心室流腔角度是影响瓣膜力学性能的重要因素，但并未从血流动力学角度对其生物力学机制做出探索。目前对于这类问题，研究方法有数值模拟和体外实验两种，但是对于心室流腔角度的研究，着重于角度对瓣膜运动、周围血流以及压差的影响，数值模拟的方法很难对主动脉瓣在脉动流状态下的跨膜压差、有效开口面积、反流比、流量等参数进行观察及评价，因此体外模型实验成为必要的研究手段。

Maselli等[12]利用主动脉根部的体外模型实验研究了主动脉根部瓣环直径和窦管交界直径比值的改变对瓣膜力学性能的影响，研究结果表明选择合适的窦管交界尺寸可以优化主动脉瓣的对合功能和力学性能。褚银平等[13]在脉动流的情况下研究了几种人工机械心脏瓣膜的运动状态，并且通过可视化的操作发现在实验过程中，人工机械瓣膜会出现开启角度不完全的现象，同时双叶型机械瓣在开启过程中会出现开放不同步和抖动现象。汤京龙等[14]在人工心脏瓣膜脉动流检测技术等方面也有深入研究。贾荣玺等[15]通过脉动流实验研究了主动脉根部窦管交界锥度对主动脉瓣力学性能的影响，研究结果表明在手术过程中，对于体表面积较小、心搏出量较低的情况，应较多考虑较小的窦管交界锥度；而对于体表面积较大、心搏出量较高的情况，应较多考虑较大的窦管交界锥度。以上研究均为主动脉根部几何构型对瓣膜影响的脉动流实验研究奠定了基础，同时说明了体外脉动流实验是一种很好的观察和评价主动脉根部几何构型和瓣膜力学性能之间关系的方法，因此本文通过体外脉动流实验来研究心室流腔角度对瓣膜的影响。

毛泽东主席在《菩萨蛮·大柏地》诗中写道：“赤橙黄绿青蓝紫，谁持彩练当空舞......装点此关山,今朝更好看。”黄剑用她的巧手妙心创作的彩虹之塑，让我们的世界更加美妙、好看。

1　研究方法

1.1　模型制作

首先测试正常主动脉根部模型即心室流腔角度为0°的模型，作为对照组。参照GB 12279-2008/ISO 5840：1996标准，将正常主动脉根部实物模型安装到Vivitro心脏-血管模拟实验系统，并放入生物瓣。首先结合Vivitest软件对整个系统进行标定，之后对瓣膜进行测试。在正常的生理条件设置下，在软件中将心率设定为70 次/min，调节泵改变心输出量的大小，使得脉动流流动速率分别为2～7 L/min，测试10次并取其平均值。

图1　心室流腔角度CT图像 Figure 1　CT images of the angles of ventricular flow chamber

根据Vivitro心脏-血管模拟系统所提供的基本模型以及系统腔体大小对主动脉根部尺寸进行设计，利用3D打印技术，制作心室流腔角度分别为0°、16.5°和30°的主动脉根部模型，制作完成的实物模型为PC材料，模型中的窦管交界直径31.3 mm，瓣环直径36 mm。带有心室流腔角度的主动脉根部模型如图2所示，θ为心室流腔角度。

图2　心室流腔角度示意图 Figure 2　Sketch of the angle of ventricular flow chamber

1.2　人工心脏瓣膜

有效开口面积同样是评价瓣膜开闭性能的一个重要参数。实验中利用测量得出的瓣膜附近的流量和跨膜压差变化，然后在ViviTest软件中通过Gorhn公式计算处理得出瓣膜的有效开口面积。有效开口面积的计算公式为:

1.3　脉动流实验

体外脉动流实验主要用于模拟正常心脏生理条件下的瓣膜运动，动态地测试人工心脏瓣膜的血流动力学特性[16]。本实验采用Vivitro心脏-血管模拟实验系统Pulse Duplicator以及脉动流实验配套测试软件ViviTest进行实验。

1.3.1　脉动流测试系统

脉动流测试系统由左心室、右心室、主动脉、顺应腔以及阻尼腔组件、泵、流量计组成，如图3(a)所示。此实验系统主要用于不同种类瓣膜的测试以及主动脉根部血液流动的模拟，其中主动脉根部放置位置如图3(b)所示。

图3　Vivitro心脏-血管模拟实验系统 Figure 3　Vivitro heart-vascular simulation system

Vivitro心脏-血管模拟实验系统可以在正常的生理条件下设置不同的心输出量，模拟不同人体心输出量的大小，实验中可以观察瓣膜的运动以及瓣膜周围血流的情况，并且测量瓣膜的功能参数，在脉动流的条件下对瓣膜的性能进行评价。同时可以在改变主动脉根部相关结构的情况下对瓣膜的关闭性能进行评价。因此脉动流实验对于研究和改进人工心脏瓣膜的力学性能以及主动脉根部相关结构对瓣膜的影响非常重要。

1.3.2　测试方法及步骤

在实验过程中，ViviTest软件主要用于辅助测试系统完成标定、物理量的设置、读取以及处理等。

图6展示了不同心室流腔角度模型在不同心输出量条件下的有效开口面积。从图6可见，0°模型呈现一直增大的趋势，16.5°和30°模型呈现先下降后上升的趋势。在心输出量小于3 L/min的情况下，30°模型的有效开口面积较大；在心输出量大于6 L/min的情况下，0°模型的有效开口面积较大。

从华中科技大学同济医学院附属协和医院提供的病例中，选取1例正常人和2例大动脉调转手术患者CT图像作为参考，如图1所示。图1(a)为12岁正常男性CT图像，其心室流腔方向和主动脉轴线夹角接近于0°，图1(b)和(c)分别为10岁和13岁大动脉调转手术后新主动脉瓣膜关闭不全的男性患者的CT图像，其心室流腔方向和主动脉轴线夹角分别为16.5°和30°。

测试带有心室流腔角度的模型对瓣膜的影响时，需更换带有心室流腔角度的模型。通过调节阻尼腔的压力大小以及心输出量等，对瓣膜处以及整个实验系统的压力、流量等进行重新标定。标定完成后，设置心率、脉动流速率等生理参数，对瓣膜进行测试，获得瓣膜相关参数后与0°模型结果进行对比并评价。

式中：Qrms为均方根流量；ΔP为平均跨瓣压差；Cd为流动常数；ρ为流体密度。

1.统计研究设计：应交代统计研究设计的名称和主要做法。如调查设计(分为前瞻性、回顾性或横断面调查研究)；实验设计(应交代具体的设计类型，如自身配对设计、成组设计、交叉设计、析因设计、正交设计等)；临床试验设计(应交代属于第几期临床试验，采用了何种盲法措施等)。主要做法应围绕4个基本原则(随机、对照、重复、均衡)概要说明，尤其要交代如何控制重要非试验因素的干扰和影响。

本实验是在脉动流条件下检测生物瓣膜的主要特征参数如跨膜压差、反流比和有效开口面积(effective orifice area, EOA)，并通过这些参数评价心室流腔角度对瓣膜力学性能的影响。

人工心脏瓣膜的跨瓣膜压差是指血流经过人工瓣膜时，由于瓣口对血流的阻滞作用所产生的压力阶差[15]，是评价人工心脏瓣膜功能最重要的血流动力学参数之一。实验中所使用的Vivitro心脏-血管模拟系统设备在左心室和主动脉处分别安装了压力传感器，在测试过程中压力传感器将采集到的压力值传输到ViviTest软件中进行记录和处理计算，得到瓣膜的跨膜压差。

无论是机械瓣还是生物瓣，人工心脏瓣膜植入人体后在运动状态下均会出现血液的反流，即血液由主动脉流入左心室。人工心脏瓣膜的反流量是指关闭反流量与泄漏量之和。关闭反流量是指人工心脏瓣膜在关闭过程中的反流量，而在瓣膜关闭状态下存在的血液反流量即为泄漏量。反流量与心输出量的百分比，则称为反流比，是决定人造心脏瓣膜性能的主要指标。实验中在瓣膜附近安装有流量测量装置，从而测量出瓣膜附近的流量变化，在ViviTest软件中对得到的测量值进行计算处理得出瓣膜的反流比。

本研究以心室流腔角度对人工心脏瓣膜性能的影响为切入点，以生物瓣作为实验对象,运用体外脉动流实验系统模拟在不同心输出量的情况下的瓣膜运动。通过评价人工心脏瓣膜的有效开口面积、跨膜压差和反流百分比等参数，研究心室流腔与主动脉轴线方向存在不同夹角时对心脏瓣膜性能所产生的影响。

实验中采用Hancock II型31 mm的生物瓣进行脉动流实验，其中瓣膜孔径为28 mm，缝合环直径为41 mm，瓣膜高度为22 mm，心室突出距离为17 mm。

1.3.3　测量参数

2　研究结果

2.1　跨膜压差

从图4中可以看出，0°模型呈现先上升后下降的趋势，16.5°和30°模型呈现一直增大的趋势。在心输出量小于6 L/min的情况下，0°模型的跨瓣压差较大；在心输出量大于6 L/min的情况下，0°模型的跨瓣压差较小。

图4　不同心室流腔角度模型在不同心输出量下的跨膜压差 Figure 4　Transvalvular pressure gradients under different stroke volume conditions for the models with different angles of ventricular flow chamber

2.2　反流比

从图5的反流比趋势图可以发现，0°模型呈现先下降后上升再下降的趋势，16.5°和30°模型呈现一直减小的趋势。在心输出量小于3 L/min的情况下，0°模型的反流比较小；在心输出量大于4 L/min的情况下，16.5°模型的反流比较小。

电能无线传输借助电磁场或者电磁波进行能量无线传输的一门技术。它通过给初级线圈一个一定频率的交流电流(频率越高，传递能量效率越高)，由于电磁感应，初级线圈和次级线圈之间会产生一个变化的磁场，这个变化的磁场会使次级线圈内部产生一个电流，次级线圈上接一个法拉电容。通电之后，次级线圈上便会产生一个电流，法拉电容被充电，就实现了无线电能传输，这就是电磁感应充电。其美中不足的是，传输距离较近，有所限制。

图5　不同心室流腔角度模型在不同心输出量条件下的反流比 Figure 5　Regurgitation fraction under different stroke volume conditions for the models with different angles of ventricular flow chamber

2.3　有效开口面积

(4)企业文化与信息沟通共享及协调绩效有直接相关关系，路径系数为0.29和0.23，假设H11、H12成立。对比惠智微(2009)采用相关分析与回归分析法对供应链合作运营绩效影响因素的研究，都对文化相容性与合作运营绩效之间的正相关关系予以肯定。研究方法不同，但研究结果是一致的。

在新一轮的教学改革下，老师要更新教学理念，大胆创新课堂设计，营造活跃的课堂氛围，让学生在其乐融融的体育课上大胆学习和锻炼。期间老师以启发为主，引导学生之间自主合作练习，如教学跳高技术时，老师讲解完技术要领后，做下示范动作，然后让学生们自主练习，一个同学跳时，其他同学边看边评，针对同学们五花八门的跳高姿势，老师要紧抓机会适时总结，并以朱建华背越式跳高打破世界记录的事例激励学生要拥有大胆探索，勇于创新的体育精神。老师要多为学生创设丰富多彩的课堂教学内容，以此调动学生的运动积极性和主观能动性，培养他们的创新意识和拼搏精神。

图6　不同心室流腔角度模型在不同心搏出量条件下的有效开口面积 Figure 6　Effective valve orifice area under different stroke volume conditions for the models with different angles of ventricular flow chamber

3　讨论

在影响人工心脏瓣膜力学性能的参数中，跨膜压差的大小直接影响收缩期内流过瓣膜的血流量。文献中认为跨膜压差应越小越好，接近于零是最理想的[16]。一般认为，正常的跨膜压差应小于40 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)，而国家标准要求跨膜压差需小于10 mmHg[17]。本实验中所得到的跨膜压差值均小于10 mmHg，符合标准。从结果中可以看出，心室流腔角度对跨膜压差是有一定影响的，并且带有心室流腔角度的模型会在心输出量高的情况下形成更大的跨膜压差，导致心脏在泵血时的阻力增大，流过瓣膜的血流量减少，造成心脏负担，长期可能会引发心脏或瓣膜病变。跨膜压差的变化与患者的心排血量、心率、心功能状态以及瓣膜的型号尺寸等因素均有关[17]。因此在进行主动脉根部几何构型选择时，应该根据个体差异选择合适的心室流腔角度，来维持合理的跨膜压差。

人工心脏瓣膜均会在瓣膜关闭过程中有一定的反流，因此反流比的大小也是评价瓣膜功能的重要参数。目前认为可以接受的返流比为10%[16]。本实验中所得到的反流比的值均小于等于10%。因此从结果来看，本实验中所设计的角度对反流比有一定影响但均在合理范围内。结果中在心输出量较大的情况下，16.5°模型的反流比最小，这说明选择合适的心室流腔角度可以减小反流量，减轻心脏负担。在反流量大的情况下，心脏需多做功来弥补能量的损失，一定程度上会增加心脏更多的泵血负担。如果瓣膜关闭后存在血液泄漏现象，会形成较高的剪切应力，导致呈喷射状的混合层血流，不仅会引起血细胞的破坏，同时也是血栓形成的原因之一[17]。因此不同的患者在进行主动脉瓣置换术等手术时，根据其各项生理参数来选择合适的心室流腔角度非常重要。

由于正常心脏瓣膜的开启口径和人工心脏瓣膜瓣叶的瓣环口径并不相同，所以人工心脏瓣膜的有效开口面积取决于瓣口开启口径、压力差和心脏功能等因素[16]。在本实验中，瓣膜的有效开口面积是根据公式计算得出的，其大小根据流量、压差的变化而变化。因此在正常的生理条件下，有效开口面积随心输出量的增大而增大。当更换带有心室流腔角度的模型进行实验时，由于角度的变化造成瓣膜两侧压力以及流量的变化，促使瓣膜的有效开口面积的变化呈现了与正常生理状态下不同的趋势。因此心室流腔角度对瓣膜的有效开口面积的影响同样不可忽视。

由于行业发展及企业要求，在毛鸡重量计算时，采用车间宰杀胴体折算毛重的方法。毛鸡各部位出成C=各部位产品重量/折后毛鸡重量×100%。

综上，心室流腔角度会影响瓣膜的跨膜压差、反流比、有效开口面积等参数，因此心室流腔角度是影响瓣膜力学性能的重要因素。但是从结果中可以看到16.5°模型和30°模型的跨膜压差、有效开口面积、反流比等参数在不同心输出量下的值均比较接近。本实验中仅涉及两个病例模型，是对心室流腔角度影响瓣膜力学性能的初步探索。将来的工作不仅要考虑角度的变化对更多的心室流腔角度进行研究，还应考虑瓣膜位姿的变化，即在心室流腔角度存在的情况下，瓣膜开口方向与主动脉轴线一致或与心室流腔方向一致两种瓣膜位姿，从而得到更准确的规律以及影响机制。在本实验中，压力传感器以及流量测量装置的测量精度存在一定误差，因此测得数据的准确性也会受到一定影响。

4　结论

心室流腔角度存在的情况下，会影响主动脉瓣的有效开口面积、跨瓣压差、反流比等参数，即影响瓣膜的力学性能。在不同心输出量下，不同心室流腔角度模型之间，生物瓣的跨膜压差存在差异但均符合标准。对于心输出量较低的情况，较小的心室流腔角度有助于反流比的下降,较大的心室流腔角度有助于增大瓣膜的有效开口面积；而对于心输出量较高的情况，较小的心室流腔角度有利于瓣膜有效开口面积的增大。因此临床上进行手术时，可根据患者的各项参数大小选择合适的心室流腔角度。

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企业中建立项目信息管理模块，首先要对项目进行全面的了解，前期应该对项目管理系统展开一系列的调查，确定开发的目标，并根据项目的实际情况，对信息进行分类。对分类后的信息进行数据模块的构建，数据模块之间与服务器和计算机网络设备等一些设备相连接，这些设备能够将数据信息及时准确的输入输出，并完成相关的运行工作，提高了数据信息的使用率，同时也节省了成本，最终提高了企业的工作效率。