冠状动脉搭桥手术治疗冠心病患者时,如果采用动脉移植管搭桥,常伴随有竞争流,即靶血管病变部位通过的血流会对移植管的血流产生竞争影响。国内外的相关研究发现,竞争流会使动脉移植管中出现不利的血流动力学环境,如低壁面切应力,或高振荡剪切指数等,会引起血管内膜增生,使移植管出现“线性征”或闭塞,从而降低动脉移植管远期通透性。目前,临床医生在使用动脉移植管行搭桥手术时,主要依据临床经验判断竞争流强度,并依此预测手术的有效性和移植管的远期通透性,缺乏竞争流对移植管血流动力学影响的定量评价,进而影响移植管远期通透性评估的准确性。探索影响竞争流强度的因素,预测竞争流对动脉移植管血流动力学的影响,可以为术后移植管通透性的评价提供血流动力学理论依据。本论文应用血流动力学几何多尺度数值模拟方法,分析不同程度竞争流对左乳内动脉移植管血流动力学的影响,并从血流动力学的角度预测移植管的通透性。主要研究内容包括五方面:第一,建立了左乳内动脉搭桥术的血流动力学几何多尺度数值模拟方法;第二,分析了冠状动脉在七种不同狭窄程度(25%、40%、50%、60%、75%、90%、100%狭窄)时竞争流对左乳内动脉的血流动力学影响;第三,分析冠状动脉在两种不同后负荷(1倍和1.2倍后负荷)时竞争流对左乳内动脉血流动力学的影响;第四,分析了竞争流引起移植管出现“线性征”的血流动力学原因;第五,结合血流动力学研究建立移植管通透性评估方法。研究结果表明:竞争流随着狭窄程度增加而减小,当狭窄率低于50%时,左乳内动脉中会出现高OSI区域,且WSS低于动脉血管受力的正常范围,这些不利的血流动力学环境会降低左乳内动脉远期通透性,但主要影响因素为高OSI;当相同狭窄程度下,冠状动脉后负荷增加,左乳内动脉中舒张期血流量降低,收缩期流量变化较小,导致竞争流强度增加;中度狭窄时竞争流会导致动脉移植管出现高OSI区域,术后远期可能产生“线性征”。本论文采用血流动力学几何多尺度数值模拟的方法,利用心血管系统集中参数模型为三维模型提供更加生理真实的边界条件,所获得的血流动力学参数值具有良好的可信度。不同狭窄程度和不同后负荷条件下的竞争流及其对移植管血流动力学的影响,为移植管远期通透评价提供了定量的血流动力学理论依据;从血流动力学的角度,建立的左乳内动脉移植管通透性的评价方法,具有潜在的临床应用价值。