Taylor补丁对新型动脉旁路移植流场影响的数值分析

　　引言

　　动脉旁路移植作为治疗血管闭塞性疾病的主要方法之一，术后动脉粥样硬化引起的再狭窄一直是导致手术后期失败的难题.研究发现，再狭窄的动脉粥样硬化主要发生在移植管的下游吻合口处[l]，其中吻合口宿主动脉底部的粥样硬化是导致手术后期失败的主要部位[z].尽管目前再狭窄的机制尚未完全清楚，但普遍认为血流动力学因素是影响动脉粥样硬化及再狭窄的重要原因低41.

　　为了改善术后血管的长期通畅率，人们从优化吻合系统的几何构形着手，研究了传统单侧旁路移植方法情况下移植管与宿主动脉吻合口几何形状、吻合角度、直径比等因素对末端吻合口血流动力学的影响[5一5].其中，在末端吻合口使用Taylor补丁已成为改善吻合口血流动力学状况，减缓动脉粥样硬化，提高吻合口通畅率的常用手段[e，9].

　　除了针对传统移植方法的研究之外，有学者还提出了一些新的旁路移植方法.如:邓小燕等[l01首次提出了S型旁路移植方法，并通过实验发现在同等吻合角度下，S型旁路移植对动脉粥样硬化具有显著的改善作用.那么如果在新型的S型旁路移植方法中加入T叮lor补丁，是否会进一步改善血流动力学状况，目前还不清楚.为此，本文通过数值模拟的方法，针对采用Taylor补丁和不采用Taylor补丁的两个S型旁路移植模型，研究其流场的血流动力学差异，探讨T盯lor补丁对S型旁路移植中血流动力学的影响.

　　1模型与方法

　　为了便于比较，两个模型(原始模型和T叮lor模型)都采用相同的几何参数.宿主动脉和移植管的内径为smm，缝合角度为450.5型移植管为螺旋结构，螺距为50mm，半径10~.闭塞部分在上下游吻合口中间，并设计成完全封闭.宿主动脉从近端吻合处向上游延伸了20倍直径的长度，以保证吻合处流动的充分发展.出口边界设置在末端吻合处下游20倍宿主动脉直径的位置，以减小对缝合处的流动特征的影响.

　　肠ylor模型中，在相对于原始模型的末端吻合处嵌入静脉片，形成吻合口的扩大.模型在Gambit2.2中建立，并在吻合口和近壁面附近加密网格，以提高计算精度.原始模型共建立212545个非结构六面体网格，T即lor模型共建立232704个非结构六面体网格.图1显示了两个模型的网格图.

　　假设流动为定常流动.血管壁为不可渗透的无滑移刚性壁面.血液是各向同性、不可压缩、具有恒定密度和豁度的牛顿流体.基于这些假设，血液流动的控制方程为

　　计算采用有限体积法，在商业计算流体软件FLUENT6.2中完成.采用3D双精度格式，求解器采SegregatedSolver，压力速度校正采用SIMPLEC算法，压力和动量离散均选用二阶格式，残差收敛阂值设为0.0001.