基于计算生物流体力学的门静脉高压患者门静脉压力无创评估新方法

【字体: 时间:2025年05月22日 来源:Trials 2

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  为解决有创测量门静脉压力(如 FPP)的风险及现有无创方法可靠性不足的问题,研究人员开展基于计算生物流体力学的虚拟游离门静脉压力(vFPP)模型研究。结果显示 vFPP 与 FPP 高度相关,为临床提供了无创、准确的评估新方法。

  门静脉高压(PHT)是威胁肝病患者生命的严重病症,准确检测门静脉压力对其诊断、治疗和预后至关重要。目前,有创测量方法如游离门静脉压力(FPP)虽可靠,但存在出血、感染等风险,无法用于慢性肝病的长期监测;而无创方法如超声、CT 等受干扰因素多,结果不稳定。因此,开发一种无创、准确的门静脉压力评估方法成为临床迫切需求。
上海交通大学医学院附属上海九人民医院联合上海仁济医院的研究人员开展了相关研究,旨在探索基于计算生物流体力学的门静脉压力无创评估新方法。该研究成果发表在《Trials》上,为门静脉高压的评估提供了新思路。

研究人员采用多中心回顾性研究,收集了 2015 年 1 月至 2021 年 6 月期间因严重食管静脉曲张或脾功能亢进接受食管胃周围血管离断术联合脾切除术或 Warren 分流术的患者数据。纳入标准包括年龄 20-90 岁、临床诊断为门静脉高压等,排除了病情不稳定、妊娠哺乳期女性等患者。最终纳入 118 例患者,其中 21 例因多普勒超声失败或结果不佳被排除,97 例完成研究。

研究中用到的主要关键技术方法包括:利用 CT 血管造影(CTA)获取患者门静脉系统图像,构建 3D 门静脉模型;通过多普勒超声测量门静脉系统的最大血流速度和血管内径;采集血液样本测定血液密度和粘度;运用 FLUENT 软件求解 Navier–Stokes 方程,模拟门静脉系统内血流,计算虚拟游离门静脉压力(vFPP);采用 Bland–Altman 一致性分析、组内相关系数(ICC)和 Lin's 一致性相关系数评估 vFPP 与手术中实测 FPP 的相关性。

研究结果


患者基本特征


97 例患者平均年龄 56±12 岁,73% 为男性,61% 的肝硬化病因是乙型或丙型肝炎病毒感染,76% 患者有腹水,42% 有静脉曲张出血史。手术中测得的平均 FPP 为 22.8±3.3 mmHg(范围 13–33 mmHg)。

vFPP 的计算与验证


通过 CTA 图像构建的 3D 门静脉模型可清晰显示门静脉及其分支。结合多普勒超声数据和血液物理参数,利用计算生物流体力学方法模拟门静脉系统压力分布,成功计算出 vFPP。结果显示,vFPP 与 FPP 的数值相关性显著:Bland–Altman 分析显示平均差异为?0.1569(95% CI:?0.4305 至 0.1167),一致性界限为?2.8176 至 2.5038;ICC 为 0.9215(95% CI:0.8848 至 0.9468),Lin's 一致性相关系数为 0.9205(95% CI:0.8840 至 0.9459),表明 vFPP 模型能准确预测 FPP。

讨论与结论


该研究首次将计算生物流体力学引入门静脉压力评估领域,建立的 vFPP 模型与 FPP 具有高度一致性,为门静脉高压提供了一种无创、准确的评估方法。临床常规检查如 CTA、多普勒超声和血液检测即可获取模型所需数据,操作简便安全。此外,该模型还能提供门静脉及其分支的压力分布,为手术方案选择和预后评估提供更详细的信息。尽管研究存在样本局限于手术患者、未验证非门静脉高压人群等不足,但为后续研究奠定了基础。未来若开发相关软件,将进一步提升该方法的临床应用价值,有望成为评估肝病患者门静脉压力的重要工具,助力肝硬化和门静脉高压的诊断与病情评估。

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