TIPS、LS及其并发症对肝门静脉系统血流动力学影响的分析与CFD模拟

摘要

肝门静脉高压症通常是由肝脏疾病引起肝门静脉系统的血压升高而导致的,如不进行有效治疗,能够引起致命的食道胃底静脉曲张破裂出血和顽固性腹水。经颈静脉肝内门体分流术(TIPS)和腹腔镜脾切除术(LS),因手术成功率高、创伤小、术后恢复快等优点,成为临床治疗肝门静脉高压症的两种重要手术方式。TIPS和LS术后都会对肝门静脉系统内的血流产生影响,手术的一些并发症与血流的变化密切相关,研究术后血流动力学参数的变化对手术的实施及并发症的预防和治疗有重要的指导意义。肝门静脉系统血栓(PVST)是两种手术后常见的并发症,血栓的形成也与血流动力学参数的变化密切相关。本文主要从以下方面进行研究:
　　首先,根据TIPS和LS术后的CT图像分别建立肝门静脉系统真实的仿真模型,以采用多普勒超声法测得的血流速度为边界条件,用CFD方法模拟了两种手术后肝门静脉系统内血流动力学参数的分布。模拟结果显示:TIPS和LS术后,肝门静脉系统内的压力均降到正常水平,但两种手术降压的机制不同,对血流的改变也不同。TIPS术后,肝门静脉系统内血液的流速加快,流线的分布较紊乱,支架前的壁面剪切力较高;LS术后,门静脉主干内的血液灌注量减少,肝门静脉系统内的血流速度和壁面剪切力都较低。经验证,该建模方法和CFD技术能够用来准确模拟人体内血流动力学参数的变化,并对手术的实施及并发症的预防和治疗提出了建议。
　　其次,针对TIPS和LS术后常见的PVST,理论分析了血栓与血流动力学参数之间的相互影响。为了对理论分析进行验证,建立了直血管内血液绕流附壁血栓的仿真模型,并模拟了血液绕流附壁血栓时血流动力学参数的变化。模拟结果显示:附壁血栓会导致血液流经血栓时压力降低、流速升高、壁面剪切力增大,绕流血栓前血液的压力升高,绕流血栓后流速下降等,且影响程度随着血栓尺寸和血流速度的增加而增大。模拟结果验证了理论分析的正确性,能够对血栓疾病的预防和治疗提供理论指导。
　　最后,在肝门静脉系统仿真模型的基础上创建了PVST形成后的仿真模型,模拟了PVST对肝门静脉系统内血流动力学参数的影响。模拟结果显示:PVST会引起血液流经血栓前压力升高、血液流动的阻力增加、对肝脏的供血能力下降等。模拟结果能够对TIPS和LS术后PVST的预防和治疗提供理论指导。