基于氣流與激光檢測技術(shù)的無創(chuàng)靜脈測壓新方法的研究.pdf

1、食管靜脈曲張(EV)是肝硬化病人一種常見的并發(fā)癥，一半左右的肝硬化患者在確診肝硬化時已有食管靜脈曲張。EV的主要癥狀是破裂出血，并且肝功能等級越高患者，其EV破裂出血死亡率越高。因此對于肝硬化患者而言，如何及時發(fā)現(xiàn)EV出血高危人群，提前預(yù)測出血傾向并制定合理的治療方案就顯得尤為重要。目前人體食管曲張靜脈壓力測定存在兩大類技術(shù)且均在內(nèi)鏡下進(jìn)行，即靜脈內(nèi)測壓和靜脈外測壓。靜脈內(nèi)測壓即穿刺測壓，是公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)測壓方法，但該方法存在不能重復(fù)測壓、

2、穿刺易造成大出血或細(xì)菌感染等缺點(diǎn)。靜脈外測壓技術(shù)則是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。目前包括兩大類:一是食管曲張靜脈貼壁測壓的技術(shù)，另一種是氣囊測壓法。但是，這兩類無創(chuàng)測壓方法由于受到多種體內(nèi)環(huán)境因素的影響，難以有效減少干擾提高準(zhǔn)確性。因此，為了更好的預(yù)測EV出血，需要找到一種更安全、準(zhǔn)確、重復(fù)性好的內(nèi)鏡方法用于測量EV的壓力。
　　目的:本研究利用光學(xué)原理并結(jié)合自動控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)實(shí)時圖像檢測技術(shù)，進(jìn)行氣流結(jié)合激光無創(chuàng)非接觸測壓方法的研究。基于

3、該新測壓方法，研制相應(yīng)的無創(chuàng)測壓儀原型，并利用該原型儀器進(jìn)行體外血管實(shí)驗(yàn)及動物實(shí)驗(yàn)，評估測壓新方法的可行性、準(zhǔn)確性和實(shí)用性。
　　原理:采用小直徑可控氣流壓迫靜脈血管外壁，控制氣流壓力從小到大連續(xù)變化，同時監(jiān)測血管外壁的形變;本研究認(rèn)為對于外凸的薄壁靜脈血管，血管外壁初始形變時刻的氣流壓力與血管內(nèi)靜壓相等或成線性相關(guān)關(guān)系。
　　方法:
　　1.自主設(shè)計(jì)研發(fā)可調(diào)節(jié)氣泵，設(shè)計(jì)調(diào)整氣泵結(jié)構(gòu)以及電路，以實(shí)現(xiàn)氣泵輸出的氣壓脈沖工

4、作頻率和氣壓強(qiáng)度可調(diào)，利用可調(diào)節(jié)氣泵可產(chǎn)生出穩(wěn)定、可控制的氣流脈沖（氣壓連續(xù)變化過程不斷往復(fù)進(jìn)行，可完成對被測對象的多次重復(fù)測量，以提高測量精度）;
　　2.對氣泵產(chǎn)生的氣流、氣流與導(dǎo)管壁摩擦導(dǎo)致的氣壓衰減進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，試驗(yàn)測量氣流在管道、血管壁等多個位置的壓力情況，并分析各個位置氣流壓力之間的相關(guān)性和函數(shù)關(guān)系，研究氣流路徑上壓力分布是否具有穩(wěn)定性和可計(jì)算的方法;
　　3.對激光發(fā)射裝置的構(gòu)建，利用該裝置發(fā)射的激光線，在測量

5、血管壁上產(chǎn)生能用于無創(chuàng)測壓系統(tǒng)捕捉的光學(xué)信號;
　　4.自主研發(fā)圖像采集分析系統(tǒng)程序，利用已有的內(nèi)鏡系統(tǒng)，連續(xù)采集測壓靜脈位置的光學(xué)信號圖像，通過光學(xué)圖像分析程序，快速捕捉血管因氣壓形變引起的光學(xué)信號圖像改變的情況;
　　5.構(gòu)建同步體系，對氣流壓力變化和靜脈管壁變形進(jìn)行同步測量，實(shí)現(xiàn)儀器捕捉血管形變時刻，可同時記錄當(dāng)前氣壓值;
　　6.進(jìn)行體外血管實(shí)驗(yàn)，利用壓力可調(diào)節(jié)的模擬血管儀，使用本研究無創(chuàng)測量新方法，用研制的無

6、創(chuàng)測壓儀對仿生血管和離體大隱靜脈血管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量，并將測量數(shù)據(jù)與模擬血管儀數(shù)據(jù)對比，通過比較分析，驗(yàn)證本研究原理;
　　7.進(jìn)行動物體內(nèi)血管實(shí)驗(yàn)，通過將家兔進(jìn)行解剖，對其下腔靜脈同時進(jìn)行無創(chuàng)測壓和穿刺測壓，通過分析比較，進(jìn)一步明確無創(chuàng)測壓新方法的可行性、準(zhǔn)確性和實(shí)用性。
　　結(jié)果:
　　1.根據(jù)無創(chuàng)測量新方法的理論構(gòu)想，研制出新型無創(chuàng)測壓儀原型。該儀器原型通過主動控制氣流連續(xù)變化，以該氣流作為指壓氣流探針壓迫血管，同時

7、借助激光檢測技術(shù)，同步檢測血管變形過程;當(dāng)曲張靜脈被主動氣流壓陷初始時刻，記錄氣流壓力;根據(jù)該時刻氣流壓力數(shù)據(jù)來計(jì)算血管內(nèi)部的壓力。
　　2.通過體外血管實(shí)驗(yàn)和動物體內(nèi)血管實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明本研究研制的測壓儀器與仿生血管的實(shí)際壓力值有良好的相關(guān)性，直線回歸方程式分別為:Y=1.001X+6.036;測壓儀器與離體大隱靜脈血管的實(shí)際壓力值有良好的相關(guān)性，直線回歸方程式分別為:Y=1.001X+9.703;測壓儀器與穿刺測壓儀有良好的相關(guān)