术后门静脉血压的确定方法、装置、电子设备及存储介质

    技术2024-12-01  15


    本技术涉及医疗信息数据处理,尤其是涉及一种术后门静脉血压的确定方法、装置、电子设备及存储介质。


    背景技术:

    1、经颈静脉肝内门体分流术(transjugular intrahepatic portosystemic shunt,tips)以微创的方式在门静脉与肝静脉之间的肝实质内置入支架建立分流道,从结构上显著降低门静脉血流所受阻力,是降低肝硬化患者门静脉血压的关键措施之一;临床实践中支架直径的选择将显著影响术后门静脉血压的大小及疗效:若直径选择偏小,则不能有效降低门静脉血压,达不到手术的预期效果;若直径选择偏大,则支架分流过多,将显著增加肝性脑病甚至肝性脊髓病的发生风险。因此,tips支架直径的选择,直接关系到介入手术效果和患者临床预后。

    2、目前,通过构建门静脉系统的三维计算模型可实现tips术后血流动力学状态的仿真,但是该种方式需要输入术后血流速度作为边界条件,尚无技术手段仅基于术前的实测数据预测选择不同直径支架时tips术后门静脉血压的大小。因此,如何在术前预测术后门静脉血压,成为了亟待解决的问题。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本技术的目的在于提供一种术后门静脉血压的确定方法、装置、电子设备及存储介质,能够通过将患者术前的影像数据以及测量数据输入至由患者的门静脉系统的三维模型以及肝脏血液循环系统的零维模型耦合构成的门静脉几何多尺度模型中,得到门静脉几何多尺度模型输出的患者术后的门静脉血压,实现通过患者术前数据预测术后门静脉血压,利用最终得到的术后门静脉血压,即可在实际支架置入前评估手术疗效,为支架尺寸型号的选择提供参考,提高了后续进行介入手术治疗的个体化与精准化。

    2、本技术主要包括以下几个方面:

    3、第一方面,本技术实施例提供了一种术后门静脉血压的确定方法,所述确定方法包括:

    4、获取患者术前的影像数据以及测量数据;

    5、将所述患者术前的影像数据以及所述测量数据输入至门静脉几何多尺度模型中,得到所述门静脉几何多尺度模型输出的所述患者术后的门静脉血压;其中,所述门静脉几何多尺度模型由所述患者的门静脉系统的三维模型以及肝脏血液循环系统的零维模型耦合而成。

    6、进一步的,所述将所述患者术前的影像数据以及所述测量数据输入至门静脉几何多尺度模型中,得到所述门静脉几何多尺度模型输出的所述患者术后的门静脉血压的步骤,包括:

    7、将所述患者术前的影像数据以及测量数据输入至门静脉几何多尺度模型中,对所述影像数据进行数据处理,重构所述患者的门静脉系统的几何模型;

    8、将所述几何模型进行网格划分,得到所述患者的可用于开展流体力学数值计算的门静脉系统的三维模型;

    9、基于所述测量数据,确定肝脏血液循环系统的零维模型;

    10、将所述三维模型与所述零维模型进行耦合,得到所述三维模型的边界条件;

    11、结合所述三维模型的边界条件以及采用压力耦合方程组的半隐式方法完成纳维-斯托克斯方程和连续性方程的求解,得到所述患者的门静脉系统的流场参数;

    12、基于所述流场参数,确定所述患者术后的门静脉血压,并将所述患者术后的门静脉血压作为所述门静脉几何多尺度模型的输出数据,得到所述门静脉几何多尺度模型输出的所述患者术后的门静脉血压。

    13、进一步的,通过以下步骤将所述三维模型与所述零维模型进行耦合,得到所述三维模型的边界条件:

    14、获取零维模型传递给所述三维模型的入口处的流量数据;

    15、控制所述三维模型将所述流量数据与所述三维模型入口处的横截面积的商值,确定为所述三维模型的入口平均流速;

    16、获取所述零维模型传递给所述三维模型的出口处的出口压强数据;

    17、将所述入口平均流速作为入口边界条件以及所述出口压强数据作为出口边界条件,得到所述三维模型的边界条件。

    18、进一步的,所述确定方法还包括:

    19、基于所述边界条件,确定入口压强数据;

    20、将入口压强数据从所述三维模型入口处输出传递给所述零维模型;

    21、控制所述零维模型将所述三维模型入口处的上游点位的压强数据与所述入口压强数据作差,得到上游点位至所述三维模型入口处的压差数据;

    22、将所述压差数据与所述压差数据对应血管的血流阻力的商值,确定为所述血管的流量数据;

    23、将所述流量数据继续传递至所述三维模型的入口处更新所述三维模型的入口边界条件。

    24、进一步的,所述确定方法还包括:

    25、控制所述三维模型基于所述边界条件,得到所述三维模型的出口处的流量数据,将所述出口处的流量数据传递给零维模型;

    26、控制所述零维模型基于所述出口处的流量数据,更新所述三维模型的出口处的出口压强数据;

    27、将所述出口压强数据继续传递给所述三维模型的出口处更新所述三维模型的出口边界条件。

    28、进一步的,所述基于所述测量数据,确定肝脏血液循环系统的零维模型的步骤,包括:

    29、基于所述测量数据中的动脉收缩压和动脉舒张压,确定动脉平均血压;

    30、基于所述测量数据中的下腔静脉血压、门静脉血压,确定肝血窦层面的血压;

    31、基于所述测量数据中的门静脉主支中部的流量,以及预设分配比,确定门静脉左支的流量以及门静脉右支的流量;

    32、基于所述三维模型中门静脉主干的管径、脾静脉的管径以及肠系膜上静脉的管径,确定脾静脉的流量和肠系膜上静脉的流量;

    33、获取肝动脉系统的预设流量,基于动脉平均血压、下腔静脉血压、门静脉血压、肝血窦层面的血压、门静脉左支的流量、门静脉右支的流量、脾静脉的流量、肠系膜上静脉的流量以及肝动脉系统的预设流量,得到肝脏血液循环系统的零维模型。

    34、进一步的,所述基于动脉平均血压、下腔静脉血压、门静脉血压、肝血窦层面的血压、门静脉左支的流量、门静脉右支的流量、脾静脉的流量、肠系膜上静脉的流量以及肝动脉系统的预设流量,得到肝脏血液循环系统的零维模型的步骤,包括:

    35、将动脉平均血压与门静脉血压的差值,确定为第一参数,将所述第一参数与脾静脉的流量的商值,确定为门静脉上游除肠系膜以外的器官的血流阻力;

    36、将所述第一参数与肠系膜上静脉的流量的商值,确定为肠系膜的血流阻力;

    37、将门静脉血压与肝血窦层面的血压的差值,确定为第二参数,将所述第二参数与门静脉左支的流量的商值,确定为门静脉左支灌注区域的血流阻力;

    38、将所述第二参数与门静脉右支的流量的商值,确定为门静脉右支灌注区域的血流阻力;

    39、将动脉平均血压与肝血窦层面的血压的差值,确定为第三参数,将所述第三参数与肝动脉系统的预设流量的商值,确定为肝动脉系统的血流阻力;

    40、将肝血窦层面的血压与下腔静脉血压的差值,确定为第四参数;

    41、将肝动脉系统的预设流量、门静脉左支的流量以及门静脉右支的流量的加和,确定为第五参数;

    42、将所述第四参数与所述第五参数的商值,确定为肝静脉系统的血流阻力;

    43、将所述门静脉上游除肠系膜以外的器官的血流阻力、肠系膜的血流阻力、门静脉左支灌注区域的血流阻力、门静脉右支灌注区域的血流阻力、肝动脉系统的血流阻力以及肝静脉系统的血流阻力作为零维模型参数,得到肝脏血液循环系统的零维模型。

    44、第二方面,本技术实施例还提供了一种术后门静脉血压的确定装置,所述确定装置包括:

    45、获取模块,用于获取患者术前的影像数据以及测量数据;

    46、确定模块,用于将所述患者术前的影像数据以及所述测量数据输入至门静脉几何多尺度模型中,得到所述门静脉几何多尺度模型输出的所述患者术后的门静脉血压;其中,所述门静脉几何多尺度模型由所述患者的门静脉系统的三维模型以及肝脏血液循环系统的零维模型耦合而成。

    47、第三方面,本技术实施例还提供一种电子设备,包括:处理器、存储器和总线,所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令,当电子设备运行时,所述处理器与所述存储器之间通过总线通信,所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如上述的术后门静脉血压的确定方法的步骤。

    48、第四方面,本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时执行如上述的术后门静脉血压的确定方法的步骤。

    49、本技术实施例提供的一种术后门静脉血压的确定方法、装置、电子设备及存储介质,所述确定方法包括:获取患者术前的影像数据以及测量数据;将所述患者术前的影像数据以及所述测量数据输入至门静脉几何多尺度模型中,得到所述门静脉几何多尺度模型输出的所述患者术后的门静脉血压;其中,所述门静脉几何多尺度模型由所述患者的门静脉系统的三维模型以及肝脏血液循环系统的零维模型耦合而成。

    50、这样,采用本技术提供的技术方案能够通过将患者术前的影像数据以及测量数据输入至由患者的门静脉系统的三维模型以及肝脏血液循环系统的零维模型耦合构成的门静脉几何多尺度模型中,得到门静脉几何多尺度模型输出的患者术后的门静脉血压,实现通过患者术前数据预测术后门静脉血压,利用最终得到的术后门静脉血压,即可在实际支架置入前评估手术疗效,为支架尺寸型号的选择提供参考,提高了后续进行介入手术治疗的个体化与精准化。

    51、为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。


    技术特征:

    1.一种术后门静脉血压的确定方法,其特征在于,所述确定方法包括:

    2.根据权利要求1所述的确定方法,其特征在于,所述将所述患者术前的影像数据以及所述测量数据输入至门静脉几何多尺度模型中,得到所述门静脉几何多尺度模型输出的所述患者术后的门静脉血压的步骤,包括:

    3.根据权利要求2所述的确定方法,其特征在于,通过以下步骤将所述三维模型与所述零维模型进行耦合,得到所述三维模型的边界条件:

    4.根据权利要求3所述的确定方法,其特征在于,所述确定方法还包括:

    5.根据权利要求3所述的确定方法,其特征在于,所述确定方法还包括:

    6.根据权利要求2所述的确定方法,其特征在于,所述基于所述测量数据,确定肝脏血液循环系统的零维模型的步骤,包括:

    7.根据权利要求6所述的确定方法,其特征在于,所述基于动脉平均血压、下腔静脉血压、门静脉血压、肝血窦层面的血压、门静脉左支的流量、门静脉右支的流量、脾静脉的流量、肠系膜上静脉的流量以及肝动脉系统的预设流量,得到肝脏血液循环系统的零维模型的步骤,包括:

    8.一种术后门静脉血压的确定装置,其特征在于,所述确定装置包括:

    9.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器、存储器和总线,所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令,当电子设备运行时,所述处理器与所述存储器之间通过所述总线进行通信,所述机器可读指令被所述处理器运行时执行如权利要求1至7任一所述的术后门静脉血压的确定方法的步骤。

    10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至7任一所述的术后门静脉血压的确定方法的步骤。


    技术总结
    本申请提供了一种术后门静脉血压的确定方法、装置、电子设备及存储介质,确定方法包括:获取患者术前的影像数据以及测量数据;将所述患者术前的影像数据以及所述测量数据输入至门静脉几何多尺度模型中,得到所述门静脉几何多尺度模型输出的所述患者术后的门静脉血压;其中,所述门静脉几何多尺度模型由所述患者的门静脉系统的三维模型以及肝脏血液循环系统的零维模型耦合而成。采用本申请提供的技术方案能够实现通过患者术前数据预测术后门静脉血压,利用最终得到的术后门静脉血压,即可在实际支架置入前评估手术疗效,为支架尺寸型号的选择提供参考,提高了后续进行介入手术治疗的个体化与精准化。

    技术研发人员:王天琦,祁小龙,向奕,杨玲
    受保护的技术使用者:东南大学附属中大医院
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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