背景:冠脉搭桥术后桥血管的近远期效果,一直是该领域临床研究的关键问题,其中就静脉血管桥的吻合方式和血流动力学结果的相关研究尚有许多未知结论。并且冠状动脉搭桥的手术方式,大多数依靠医生的临床经验来选择搭桥方式、吻合口部位和桥血管材料等等。具体哪种吻合方式更优,还没有明确结论。血流动力学是研究血液流动与血管壁之间相互作用的关系。近年来,很多研究发现了血流动力学与手术效果之间存在联系,血流动力学研究在手术前后的各个阶段均具有较强的指导意义。冠脉几何构型与血流场的各项参数等,均可以从病患处直接测量而来,从而可以进行接近真实生理条件的仿真计算。但是,由于医学伦理和测量技术等的局限性,给相关参数的直接测量和仿真计算带来了很大困难。随着计算机辅助医学技术的迅速发展,计算机仿真数值模拟在血流动力学分析中的应用逐渐成为一种重要的研究方法。流固耦合(Fluid-structure interaction,FSI)是一种可以耦合多个物理场的仿真方法,能够快速实现并有效的解决计算机流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)仿真中的刚性壁的限制。方法:首先,采用荟萃分析的方法,在中国期刊CNKI(知网)、万方数据期刊、中文科技期刊数据库、中国生物医学期刊数据库、中国博士论文全文数据库、中国硕士论文全文数据库、PubMed、Cochrane Library、Web of Science、Embase.com 进行综合的文献检索。纳入标准如下:①在数据库和网络上公开发表的随机对照研究;②文章进行了冠状动脉旁路移植桥血管单支和序贯两种吻合术式生存率或不良结局等指标的比较。两个研究者独立进行文献检索、数据提取和质量评估。其次,利用计算机进行仿真计算。采用真实人体血管模型进行仿真建模,可以获得准确的生理解剖结构,可以为仿真实验提供准确的流场几何结构从而保证仿真结果的精确性,尽可能的减少模型简化因素造成的误差。采用虚拟手术方式,对此模型进行大隐静脉虚拟旁路移植手术,构建单支吻合、平行序贯吻合和垂直序贯吻合(便于形象的理解,将桥血管和冠状动脉呈九十度夹角的菱形吻合定义为垂直序贯吻合)三种不同手术模型,分别为:模型1-单支方式;模型2-平行吻合口的序贯;模型3-垂直吻合口的序贯移植旁路。对单支搭桥、平行吻合和垂直吻合的序贯桥的流固耦合(Fluid-structure interaction,FSI)仿真计算结果进行提取分析。从三个重要的血流动力学参数和两个重要的固体结构力学参数入手,分析移植桥血管和吻合口区域的血流量、壁面切应力、振荡剪切指数、血管形变、血管应力分布等参数。结果:1、通过检索静脉桥相关文献查到562篇文献,筛查41篇文献全文,最终剩余16篇。静脉桥血管序贯吻合的闭塞率低于单支吻合阻塞率(P<0.00001),序贯吻合相比于单支吻合的闭塞风险为OR=0.57,95%CI:0.50 0.65,静脉桥序贯吻合闭塞的风险低。不良事件发生率方面:静脉桥序贯和单支吻合的住院死亡率(P=0.51)和脑卒中发生率(P=0.86)比较差异无统计学意义,序贯吻合心肌梗死发生率低于单支吻合(P=0.0009)。2、通过对三种不同手术方式仿真计算,桥血管总流量模型 1 为0.000921kg/s,模型2为0.000711kg/s,模型3为0.000682kg/s,单支吻合桥血管的流量大于序贯吻合,而两种序贯吻合无明显差异;3、模型1,2,3桥血管平均壁面切应力(WSS)分别为0.35Pa,1.45Pa,1.26Pa。SVG桥血管低壁WSS占比分别为82.23%,40.1%,46.23%。单独搭桥的壁面切应力最低并且低切范围是最高的,而两种序贯桥的WSS相似,相对来说垂直吻合口的序贯桥具有更大的低切范围;4、模型1,2,3桥血管平均形变分别为9.8mm,10.4mm,12.6mm。三种手术方案的主动脉的形变分布类似,比较大的型变量出现在端口上部,同时单支桥血管整体形变更加均匀。而两种序贯桥搭桥的方式在整体形变量上要比单独搭桥的方式略高。这两种方案吻合口周围血管的形变量相比于其他地方小。5、三种不同手术方式的振荡剪切指数不同。单支桥血管整个振荡剪切指数很小,而两种序贯桥搭桥方式都有明显的高振荡剪切指数区域。平行吻合口的序贯桥上振荡剪切指数高的区域集中在桥血连续弯曲的位置,而垂直吻合口的序贯桥上的振荡剪切指数高的区域集中在桥血管的吻合口区域。6、模型1,2,3桥血管平均范式应力为5020Pa,6020Pa,4900 Pa,三种搭桥方式的桥血管范式等效应力很低,三者的范式等效应力没有显著的区别,说明移植桥血管上没有过高的应力载荷,多数的应力载荷分布在主动脉上。结论:1、本研究利用荟萃分析,分析了已经发表的随机对照研究成果。从总体来看,序贯桥血管的效果要优于单支桥血管。不管是围手术期死亡率、桥血管的闭塞率以及心肌梗死发生率序贯桥均有明显的优势,而脑卒中发生率在两者之间没有统计学差异。序贯桥血管并没有发生人们所担心的,因为近端堵塞造成大面积心肌梗死患者的增加。2、序贯桥血管两种不同吻合方式的仿真力学分析显示,平行吻合的桥血管,吻合口局部具有更优的力学结果。理论上发生内膜增生、造成吻合口狭窄的可能性更小。尽管平行吻合时震荡剪切指数较高,但是这不是在吻合口处,而是在桥血管的转折处。因此,平行吻合时需要桥血管更加合理的走形,调整合适的转弯弧度,就能进一步优化力学结果。这可能会增加手术的难度或者需要更长的桥血管材料。3、在合理手术方案设计下,不同的大隐静脉桥短期手术效果类似,没有明显差异。但是由于血流动力环境与结构力学的差别,却可能有明显不同的中长期有效性的差异。