[發明專利]一種虛擬肝靜脈壓力梯度測量方法

在審

• 申請號: 202110377908.4
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN112906323A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 祁小龍;梁明凱;李小果;康寧;劉川;徐丹
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F30/23;G06T17/20;G16H50/50;G16H30/20;G06F119/14
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 黃燕

本發明公開了一種虛擬肝靜脈壓力梯度測量方法，屬于醫學技術領域。該方法包括以下步驟：建立包括流體力學計算模塊、固體力學計算模塊、流固耦合計算模塊的有限元計算平臺，將模擬肝靜脈自由壓的開放的幾何模型導入，劃分血液和血管壁的網格并設置參數，模擬血管壁與血液的流體?固體耦合，獲得仿真三維血管模型的壓力分布和血流分布；獲得肝?門靜脈模型壓力分布圖和虛擬肝靜脈自由壓數值；獲得虛擬肝靜脈楔入壓。以虛擬肝靜脈楔入壓與虛擬肝靜脈自由壓的差值作為虛擬肝靜脈壓力梯度。本方法采用更符合人體真實生理情況的流?固耦合模型，獲得準確性較高的虛擬肝靜脈壓力梯度測量方法。

技術領域

本發明涉及醫學技術領域，具體而言，涉及一種虛擬肝靜脈壓力梯度測量方法。

背景技術

門脈高壓作為肝硬化失代償期的重要特征，其臨床明確診斷往往滯后于晚期嚴重的并發癥發生。

目前國內外的相關技術包括有創肝靜脈壓力梯度測量方法和無創肝靜脈壓力梯度測量方法，前者是通過頸內靜脈穿刺置管，依次經過頸內靜脈、上腔靜脈、右心房、下腔靜脈進入肝靜脈，分別測量肝靜脈自由壓(free hepatic venous pressure,FHVP)和肝靜脈楔入壓(wedged hepatic venous pressure，WHVP)，計算兩者差值得到HVPG虛擬肝靜脈壓力梯度測量方法。但上述有創方法風險大、操作難度高，無創方法干擾因素多、數值變異大。

鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的在于提供一種操作難度較低、干擾因素少且數值變異小的虛擬肝靜脈壓力梯度測量方法。該方法不以疾病診斷與治療為目的。

本申請可這樣實現：

本申請提供一種虛擬肝靜脈壓力梯度測量方法，包括以下步驟：建立包括流體力學計算模塊、固體力學計算模塊、流固耦合計算模塊、幾何模型模塊和后處理模塊的有限元計算平臺，通過幾何模型模塊將模擬肝靜脈自由壓的開放的幾何模型導入，分別在流體和固體劃分網格單元中劃分血液網格和血管壁網格。

在流體力學計算模塊的解決方案中設置血液材料的參數，在固體力學計算模塊中設置血管壁材料的參數，模擬血管壁與血液的流體-固體耦合，獲得仿真三維血管模型的壓力分布和血流分布。

通過后處理模塊獲得到肝-門靜脈模型壓力分布圖，隨后獲取虛擬肝靜脈自由壓數值。

建立模擬肝靜脈楔入壓的開放的集合模型并獲得虛擬肝靜脈楔入壓。

以虛擬肝靜脈楔入壓與虛擬肝靜脈自由壓的差值作為虛擬肝靜脈壓力梯度。

在可選的實施方式中，血液網格和血管壁網格的劃分包括：將網格設置為四面體網格，在物理設置中選擇計算流體力學分析，在求解設置中選擇使用流體求解流場。

在可選的實施方式中，網格的最大面尺寸設置為1.4-1.6mm，最大尺寸設置為3.8-4.2mm。在可選的實施方式中，血液材料的參數包括血液密度和血液粘度。

在可選的實施方式中，血液密度設置為1030-1060kg/m³，血液粘度設置為0.0035-0.005kg/m·s。

在可選的實施方式中，血管壁材料的參數包括血管壁密度、血管壁厚度、泊松比和楊氏模量。在可選的實施方式中，血管壁密度設置為1140-1160kg/m³，血管壁厚度設置為0.4-0.6mm，泊松比設置為0.45，楊氏模量設置為3.0-4.0MPa。

在可選的實施方式中，在流體力學計算模塊中設置血液材料的參數后，還包括：求解控制參數和邊界條件，將仿真流體設置為層流，運算初始化設置為從入口面開始，在血液與血管壁交界處設置流固耦合面；