[發明專利]一種無創性門靜脈血流動力學參數測定方法

在審

• 申請號: 201310134486.3
• 申請日: 2013-04-17
• 公開（公告）號: CN104107039A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 楊長青;祁小龍;周方宇;李功文
• 申請（專利權）人: 上海市同濟醫院
• 主分類號: A61B5/026
• 分類號: A61B5/026
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙) 31230
• 代理人: 章鳴玉

技術領域

本發明屬于生理學、病理生理學和臨床醫學領域，具體涉及一種生理參數的測定方法，更具體涉及門靜脈血流動力學參數的測定方法。

背景技術

在目前的生理學、病理生理學研究和臨床醫學實踐中尚缺乏一種安全無創、操作簡便、直觀量化且準確度高的門靜脈血流動力學評價方法和壓力參數檢測技術。常用的檢測手段包括有創性（如：門靜脈導管術、B超引導下經皮經肝門靜脈穿刺、術中門靜脈穿刺）和無創性（如：彩色多普勒超聲、CT血管造影、磁共振血管造影）兩大類。

有創性檢測技術

1．門靜脈導管術：此方法是臨床工作中評估門靜脈壓力的經典方法，被認為是“金標準”。操作時，通過Seldinger法測出肝靜脈壓力梯度，以此來評估門靜脈壓力，但實際上肝靜脈壓力梯度反應的是肝竇壓，并不是真正的門靜脈壓力。此外，該方法須在X線透視引導下完成，受檢者須接受大量射線；該技術操作難度較大，存在有血栓形成、誤穿頸總靜脈等并發癥可能。

2．B超引導下經皮經肝門靜脈穿刺：研究表明，此方法與其他有創性測量相比較為安全，并發癥的發生率較低。然而，該方法需要在局部麻醉下進行，不可避免地會受到麻醉藥物干擾和肌肉松弛后腹腔壓力變化的影響；此外，受檢者的門靜脈壓力普遍升高會導致穿刺風險加大。

3．術中門靜脈穿刺：術中直接門靜脈穿刺測壓是反映門靜脈壓力較為可靠的方法，所得結果直接、量化、準確性高。此方法的局限在于：手術須在全身麻醉下開腹進行，易受到麻醉藥物和受檢者應激狀態的影響，故與實際的門靜脈壓力可能存在一定偏差。

無創性檢測技術

1．彩色多普勒超聲：該方法在臨床和科研中較為常用，其測量指標包括門脾靜脈的內徑、血流速度和血流量，肝動脈和脾動脈搏動指數、阻力指數，肝臟血管指數和肝動脈緩沖指數等。然而，該方法所得數據的主觀性強，與檢查者技術水平關系密切，還受到患者呼吸、體位和體型等因素影響。研究表明，該檢測方法目前仍無評價門靜脈壓力的特異性參數，現有的間接指標并不能真實反映患者的門靜脈壓力。

2．CT血管造影：作為一種無創性檢查技術，CT血管造影三維重建圖像可以彌補橫段位掃描的局限性、多軸向多角度觀察病變；此外，低廉的費用和簡便的操作使其易被患者接受。但是，其局限性在于：CT血管造影僅能提供解剖學信息，判斷肝門靜脈的形態、通暢程度以及側支循環等情況，并不能直接量化評價血流動力學參數。

3．磁共振血管造影：該方法在檢測門靜脈系統血流動力學信息的優勢逐漸顯現。磁共振血管造影不僅可以顯示門靜脈系統的側支循環及空間關系，還可對流速、流量進行量化分析。然而，目前應用的各項分析技術仍無法量化得出門靜脈的壓力指標，其昂貴的診斷費用也在一定程度上限制了其臨床應用。

綜上所述，目前常用的門靜脈系統血流動力學參數檢測技術受到各種干擾因素的影響，如：具有創傷性、數據未量化且變異大等。此外，國內外有關門靜脈壓力檢測的研究不足還在于：研究范圍局限于門靜脈主干，很少涉及門脈系統的主要屬支；局限于某一部位的壓力測定，未建立門靜脈系統的整體壓力分布；血液流變學研究尚處于起步階段，血液黏度的變化和紅細胞變形能力的降低都會改變門靜脈血管的阻力。因此，迫切需要發明一種安全無創、操作簡便、直觀量化且準確度高的門靜脈血流動力學評價方法和壓力參數檢測技術。

本發明者通過肝門靜脈數值模型的重建、有限元分析和血液動力學計算的方法，建立一種符合科研和臨床需求的門靜脈血流動力學評價方法和壓力參數檢測技術，從而完成了本發明。

發明內容

本發明的目的是提供一種門靜脈血流動力學評價方法和壓力參數檢測技術，為生理學、病理生理學研究提供依據，并進一步為臨床治療學提供線索。

本發明的門靜脈血流動力學評價方法包括以下步驟：

1.利用薄層CT圖像，構建肝門靜脈的三維幾何模型；

2.用流體力學計算軟件ANSYS的有限元分析方法，將上述幾何模型網格劃分后建立出三維數學模型；

3.模擬計算門靜脈的血流動力學參數，獲得速度和壓力分布效果圖。

本發明采用醫學影像控制軟件MIMICS建立幾何模型，運用流體力學計算軟件ANSYS建立三維數學模型。其可行性分析如下：

非牛頓液體（如血液）流動過程中受質量守恒、動量守恒和能量守恒等基本物理定律支配。計算流體力學是通過計算機數值計算和圖像顯示，對包含有流體流動和熱傳導等相關物理現象的系統所做的分析。