[发明专利]一种虚拟肝静脉压力梯度测量方法

说明书

本发明公开了一种虚拟肝静脉压力梯度测量方法，属于医学技术领域。该方法包括以下步骤：建立包括流体力学计算模块、固体力学计算模块、流固耦合计算模块的有限元计算平台，将模拟肝静脉自由压的开放的几何模型导入，划分血液和血管壁的网格并设置参数，模拟血管壁与血液的流体‑固体耦合，获得仿真三维血管模型的压力分布和血流分布；获得肝‑门静脉模型压力分布图和虚拟肝静脉自由压数值；获得虚拟肝静脉楔入压。以虚拟肝静脉楔入压与虚拟肝静脉自由压的差值作为虚拟肝静脉压力梯度。本方法采用更符合人体真实生理情况的流‑固耦合模型，获得准确性较高的虚拟肝静脉压力梯度测量方法。

技术领域

本发明涉及医学技术领域，具体而言，涉及一种虚拟肝静脉压力梯度测量方法。

背景技术

门脉高压作为肝硬化失代偿期的重要特征，其临床明确诊断往往滞后于晚期严重的并发症发生。

目前国内外的相关技术包括有创肝静脉压力梯度测量方法和无创肝静脉压力梯度测量方法，前者是通过颈内静脉穿刺置管，依次经过颈内静脉、上腔静脉、右心房、下腔静脉进入肝静脉，分别测量肝静脉自由压(free hepatic venous pressure,FHVP)和肝静脉楔入压(wedged hepatic venous pressure，WHVP)，计算两者差值得到HVPG虚拟肝静脉压力梯度测量方法。但上述有创方法风险大、操作难度高，无创方法干扰因素多、数值变异大。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作难度较低、干扰因素少且数值变异小的虚拟肝静脉压力梯度测量方法。该方法不以疾病诊断与治疗为目的。

本申请可这样实现：

本申请提供一种虚拟肝静脉压力梯度测量方法，包括以下步骤：建立包括流体力学计算模块、固体力学计算模块、流固耦合计算模块、几何模型模块和后处理模块的有限元计算平台，通过几何模型模块将模拟肝静脉自由压的开放的几何模型导入，分别在流体和固体划分网格单元中划分血液网格和血管壁网格。

在流体力学计算模块的解决方案中设置血液材料的参数，在固体力学计算模块中设置血管壁材料的参数，模拟血管壁与血液的流体-固体耦合，获得仿真三维血管模型的压力分布和血流分布。

通过后处理模块获得到肝-门静脉模型压力分布图，随后获取虚拟肝静脉自由压数值。

建立模拟肝静脉楔入压的开放的集合模型并获得虚拟肝静脉楔入压。

以虚拟肝静脉楔入压与虚拟肝静脉自由压的差值作为虚拟肝静脉压力梯度。

在可选的实施方式中，血液网格和血管壁网格的划分包括：将网格设置为四面体网格，在物理设置中选择计算流体力学分析，在求解设置中选择使用流体求解流场。

在可选的实施方式中，网格的最大面尺寸设置为1.4-1.6mm，最大尺寸设置为3.8-4.2mm。在可选的实施方式中，血液材料的参数包括血液密度和血液粘度。

在可选的实施方式中，血液密度设置为1030-1060kg/m³，血液粘度设置为0.0035-0.005kg/m·s。

在可选的实施方式中，血管壁材料的参数包括血管壁密度、血管壁厚度、泊松比和杨氏模量。在可选的实施方式中，血管壁密度设置为1140-1160kg/m³，血管壁厚度设置为0.4-0.6mm，泊松比设置为0.45，杨氏模量设置为3.0-4.0MPa。

在可选的实施方式中，在流体力学计算模块中设置血液材料的参数后，还包括：求解控制参数和边界条件，将仿真流体设置为层流，运算初始化设置为从入口面开始，在血液与血管壁交界处设置流固耦合面；