[发明专利]一种个性化的体外反搏远期血流动力学效应个性化评价模型的建立方法

说明书

一种个性化的体外反搏远期血流动力学效应的评价方法，属于数值模拟领域。该方法包括以下步骤：采集人体的生理数据，构建个性化血液循环系统集中参数模型；利用上述模型模拟体外反搏的即时血流动力学效应；构建冠状动脉、脑动脉三维模型及网格化预处理；采用几何多尺度血流动力学数值模拟的方法模拟体外反搏治疗的心脑血管远期血流动力学效应；建立函数映射数学模型，得到：TAWSS＝2.357×10supgt;‑5/supgt;·MAPsupgt;2/supgt;+0.018·CBFsupgt;2/supgt;+2.768TAWSS较优的目标范围为4‑7Pa，将促进病变血管的良性重构，利于优化反搏的远期治疗效果。

技术领域

本发明属于数值模拟领域，涉及一种个性化的体外反搏远期血流动力学效应的评价方法。

背景技术

前人长期的临床观察及研究明确了体外反搏治疗的即时血流动力学效应机制：体外反搏可显著提高心脑等重要脏器的血流灌注，显著提高舒张压，促进血液循环，改善其缺血症状。大量的临床观察和动物实验，初步证实了体外反搏远期血流动力学效应是修饰血管内皮细胞炎症反应、抑制内膜增生，促进狭窄动脉良性重构的根本原因，同样是起到治疗效果的根本原因。然而，目前临床仅仅基于即时可测的生理指标来评价治疗效果，缺乏远期血流动力学效应的评价方法。因此，目前临床的疗效评价方式不够完善，缺少血流动力学理论依据。

此外，目前临床上体外反搏治疗效果的评价指标为即时可测的生理指标，如平均动脉压，舒张压/收缩压等，普遍使用舒张压/收缩压(D/S)大于1.2作为评价体外反搏治疗效果的指标。然而，临床中常有的一个现象是对于不同患者，体外反搏的治疗效果差异明显。这是由于不同患者的生理结构和生理参数有所差异，对于同样的治疗方法，其血流动力学响应不尽相同。因此，若对所有患者一律使用D/S大于1.2这一非个性化的评价指标，不能满足个性化治疗的需求，目前临床缺乏一种个性化的治疗效果评价方法。综上，开发一套个性化体外反搏远期血流动力学效应的评价方法对于评价体外反搏的临床治疗收益具有显著的意义。本发明从血流动力学角度出发，给出一种个性化的体外反搏远期血流动力学效应的评价方法，为评价缺血性冠心病和脑卒中患者的体外反搏治疗效果增加技术手段。

发明内容

本发明提供了一种个性化的体外反搏远期血流动力学效应的评价方法，实现针对缺血性脑卒中和冠心病患者的体外反搏远期治疗效果的个性化评价和预估。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一种个性化的体外反搏远期血流动力学效应个性化评价模型的建立方法，该方法包括以下步骤：

步骤A1：临床采集人体的生理波形数据，包括主动脉压、心输出量、颈动脉流量波形；

步骤A2：基于人体的血液循环系统的解剖学结构和生理参数构建个性化血液循环系统集中参数模型；

步骤A3：利用所构建的血液循环系统集中参数模型模拟体外反搏的即时血流动力学效应；

步骤A4：基于真实冠状动脉、脑动脉计算机断层扫描造影图像(CTA)重建冠脉和脑动脉的三维模型及对模型进行网格化预处理；

步骤A5：采用几何多尺度血流动力学数值模拟的方法模拟体外反搏治疗的心脑血管远期血流动力学效应；

步骤A6：基于步骤A3计算得出的即时血流动力学效应和步骤A5计算得出的远期血流动力学效应，建立即时可测的生理指标和远期不可测的血流动力学指标之间的函数映射数学模型，进而对心脑血管疾病的体外反搏远期治疗效果分别建立个性化评价模型，得到一种远期血流动力学效应的个性化评价方法。

步骤A1中所述特征，包括采集人体的生理波形数据，其中主动脉根部的压力波形在临床上难以无创地被采集，而上臂的肱动脉距离主动脉根部不远，数值上与主动脉压接近，且该处的压力波形容易被采集，故可用肱动脉的压力代替主动脉压。