TIPS制造技术

本发明专利技术公开了一种

【技术实现步骤摘要】
TIPS支架分流比例计算方法及肝性脑病风险评估方法


[0001]本专利技术涉及医疗器械领域，更为具体的，涉及一种
TIPS
支架分流比例计算方法及肝性脑病风险评估方法
。

技术介绍

[0002]颈静脉肝内门体分流术
(TIPS)
是治疗肝硬化导致的门静脉高压
(Portal Hypertension,PH)
一种手术方式
。
是指在介入引导下，于颈部做局部浸润麻醉，经右侧颈静脉进行穿刺，利用导管及穿刺针，利用支架打通肝静脉与门静脉通道，建立一个泄洪道，降低静脉曲张出血的风险
。
[0003]但是由于
TIPS
手术通过支架建立了肝静脉与门静脉之间的通路，使门静脉部分短路，这一部分的血流未经过肝脏彻底解毒而进去血液循环，可能诱发肝性脑病这一容易危及生命的术后并发症
。
[0004]目前尚未有可靠的手段对患者
TIPS
术后肝性脑病发生风险进行预测
。
而
TIPS
术后支架的分流比例是其术后肝性脑病发生风险的直接决定性因素
。
通过术前的
TIPS
支架分流比例的评估，能直接评估患者的肝性脑病风险，对临床诊疗决策有重大意义
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种
TIPS
支架分流比例计算方法及肝性脑病风险评估方法，可以精确预测患者基于既定的诊疗方案
、
穿刺路径
、
支架选取条件下的术后支架分流比例，以用于评估其最佳的手术方案，以辅助临床决策
。
[0006]本专利技术的目的是通过以下方案实现的：
[0007]一种
TIPS
手术支架分流比例的计算方法，包括以下步骤：
[0008]S1
，获取患者的
CTA
影像数据和患者的超声血流数据；
[0009]S2
，对门静脉
、
肝脏
、
肝静脉进行三维重建；
[0010]S3
，术前肝脏循环系统进行数值模拟，调整患者特异性参数，以匹配患者实际测量的相应参数；
[0011]S4
，虚拟手术建模，计算支架分流比例
。
[0012]进一步地，在步骤
S1
中，所述获取患者的
CTA
影像数据和患者的超声血流数据，包括子步骤：对患者进行术前
CT
断层扫描获取
CTA
影像数据，利用多普勒超声设备对患者的血流信息进行采集，获取患者的超声血流数据
。
[0013]进一步地，在步骤
S1
中，通过用
CT
断层扫描获取的数据以
DICOM
格式保存
。
[0014]进一步地，所述对门静脉
、
肝脏
、
肝静脉进行三维重建，具体包括如下子步骤：
[0015]S21
，对待处理的影像数据进行三维重建，获得待处理的影像数据的腹部血管图像；
[0016]S22
，通过对图像数据进行分割得到血管分割图像，然后对分割后的图像进行表面重建；分割过程采用阈值分割或区域增长，并手动识别不同组织的
CTA
图像像素之间的灰度
值差异；最后，通过切割矩阵
、
轮廓元素操作对模型进行修复，得到真实的肝脏循环系统三维几何模型
。
[0017]进一步地，在步骤
S3
中，所述术前肝脏循环系统进行数值模拟，调整患者特异性参数，以匹配患者实际测量的相应参数，具体包括如下子步骤：
[0018]S31
，将肝脏循环系统的三维几何模型划分为非结构化网格：在划分网格之前，流体的入口和出口会被标记出来，以施加不同的边界条件；在网格生成后，对网格的质量进行评估，并对任何不合格的网格进行优化，以防止单层或扭曲网格的发生；
[0019]S32
，门静脉血流雷诺数
Re<2000
，认为门静脉血流为层流流动；设血液为连续均质不可压缩的非牛顿流体，其动力粘度
μ
参考非牛顿流体中
Carreau
‑
Yasuda
模型，数值模拟基于
N
‑
S
方程进行，
N
‑
S
方程在直角坐标系中分量形式由下式给出：
[0020][0021][0022][0023]式中，
ρ
是流体密度，
u
，
v
，
w
是流体在
t
时刻，在点
(x,y,z)
处的速度分量，
p
是压强，
f
x
、f
y
、f
z
是单位体积流体在点
(s,y,z)
处受的外力的分量，
μ
是动力粘度；
[0024]所述数值模拟基于有限体积法
FVM
和
SIMPLE
算法完成；
[0025]在数值模拟过程中，将人体肝脏视为具有多孔介质特征的生物脏器，血液从门静脉流入后，经过肝血窦流入肝静脉分支；生物流体在脏器内的流动规律用
Darcy
定律描述，结合肝脏硬度调节多孔介质参数
。
[0026]进一步地，在步骤
S4
中，所述虚拟手术建模，计算支架分流比例，具体包括子步骤：
[0027]S41
，根据
Tips
支架参数信息，在肝右静脉和门静脉右支之间建立支架模型，虚拟构建支架血流通道，使门静脉的血液分流，以模拟
Tips
支架在门静脉高压实际手术中发挥的作用；
[0028]S42
，使用与步骤
S31
相同的网格划分方法，对术后的三维几何模型划分非结构化网格；
[0029]S43
，使用术前数值模拟确定的患者特异性参数，对术后模型进行数值模拟，监测支架以及门静脉左支
LPV
和门静脉右支
RPV
的流量；
Tips
支架分流比例为：
[0030]Ratio
＝
Q
Tips
/(Q
Tips
+Q
LPV
+Q
RPV
)
[0031]式中，
Ratio
为
TIPS
支架分流比例，
Q
Tips
为
TIPS
支架血流量，
Q
LPV
为门静脉左支血流量，
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
TIPS
手术支架分流比例的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1
，获取患者的
CTA
影像数据和患者的超声血流数据；
S2
，对门静脉
、
肝脏
、
肝静脉进行三维重建；
S3
，术前肝脏循环系统进行数值模拟，调整患者特异性参数，以匹配患者实际测量的相应参数；
S4
，虚拟手术建模，计算支架分流比例
。2.
根据权利要求1所述的
TIPS
手术支架分流比例的计算方法，其特征在于，在步骤
S1
中，所述获取患者的
CTA
影像数据和患者的超声血流数据，包括子步骤：对患者进行术前
CT
断层扫描获取
CTA
影像数据，利用多普勒超声设备对患者的血流信息进行采集，获取患者的超声血流数据
。3.
根据权利要求2所述的
TIPS
手术支架分流比例的计算方法，其特征在于，在步骤
S1
中，通过用
CT
断层扫描获取的数据以
DICOM
格式保存
。4.
根据权利要求1所述的
TIPS
手术支架分流比例的计算方法，其特征在于，所述对门静脉
、
肝脏
、
肝静脉进行三维重建，具体包括如下子步骤：
S21
，对待处理的影像数据进行三维重建，获得待处理的影像数据的腹部血管图像；
S22
，通过对图像数据进行分割得到血管分割图像，然后对分割后的图像进行表面重建；分割过程采用阈值分割或区域增长，并手动识别不同组织的
CTA
图像像素之间的灰度值差异；最后，通过切割矩阵
、
轮廓元素操作对模型进行修复，得到真实的肝脏循环系统三维几何模型
。5.
根据权利要求1所述的
TIPS
手术支架分流比例的计算方法，其特征在于，在步骤
S3
中，所述术前肝脏循环系统进行数值模拟，，调整患者特异性参数，以匹配患者实际测量的相应参数，具体包括如下子步骤：
S31
，将肝脏循环系统的三维几何模型划分为非结构化网格：在划分网格之前，流体的入口和出口会被标记出来，以施加不同的边界条件；在网格生成后，对网格的质量进行评估，并对任何不合格的网格进行优化，以防止单层或扭曲网格的发生；
S32
，门静脉血流雷诺数
Re<2000
，认为门静脉血流为层流流动；设血液为连续均质不可压缩的非牛顿流体，其动力粘度
μ
参考非牛顿流体中
Carreau
‑
Yasuda
模型，数值模拟基于
N
‑
S
方程进行，
N
‑
S
方程在直角坐标系中分量形式由下式给出：方程在直角坐标系中分量形式由下式给出：方程在直角坐标系中分量形式由下式给出：式中，
ρ
是流体密度，
u
，
v
，
w
是流体在
t
时刻，在点
(x,y,z)
处的速度分量，
p
是压强，
f
x
、f
y
、f
z
是单位体积流体在点
(x,y,z)
处受的外力的分量，
μ
是动力粘度；所述数值模拟基于有限体积法
FVM

【专利技术属性】
技术研发人员：张泰略，
申请(专利权)人：华西精创医疗科技成都有限公司，
类型：发明
国别省市：