基于光纖光柵傳感器的體外血管模型應力測量

張 妍，張 帆,2，趙冠棋，初大平,2

（1.北京信息科技大學 光電測試技術及儀器教育部重點實驗室，北京 100192；2.北京信息科技大學 先進光電子器件與系統創新引智基地，北京 100192；3.首都醫科大學附屬北京安貞醫院急診危重癥中心，北京 100029）

引言

人體內部的血液流動會產生作用于血管壁的應力，其中包括垂直作用于血管壁的正壓力、平行于血管壁的剪切力和沿管壁圓周作用的周向應力[1-2]。這些力學刺激是血管結構與功能變化的重要調節因素，且細胞的形態、結構、功能和基因表達等都會隨著這些力學刺激的改變而發生變化[3-4]。其中周向應力被認為與高血壓、動脈粥樣硬化及血管移植后再狹窄等血管重建現象高度相關[5]。研究表明，對心肌橋冠狀動脈周向應力的測量有助于預防支架置入術中和術后冠狀動脈的破裂等問題[6]。血管周向應力與動脈斑塊的穩定性也具有高度相關性，周向應力的增加很有可能是導致斑塊破裂以及血栓形成的重要因素[7]。

目前國內外針對周向應力的研究大多都是仿真的結果。通過建立狹窄動脈模型可以研究生理血流對周向應力的影響，研究表明，血管狹窄嚴重程度的增加可使平均壓力升高，導致內皮細胞損傷[8]。此外，通過支架和斑塊的三維仿真模型研究支架過大和植入位置不當對周向應力的影響，研究發現，支架過大與支架置入位置不當會導致周向壁應力增加41% ～ 72%，而較高的周向壁應力會導致斑塊破裂，使破裂處血小板聚集而形成血栓[9]。……