基于气流与激光检测技术的无创静脉测压新方法的研究

【摘要】摘要：食管静脉曲张(EV)是肝硬化病人一种常见的并发症,一半左右的肝硬化患者在确诊肝硬化时已有食管静脉曲张。EV的主要症状是破裂出血,并且肝功能等级越高患者,其EV破裂出血死亡率越高。因此对于肝硬化患者而言,如何及时发现EV出血高危人群,提前预测出血倾向并制定合理的治疗方案就显得尤为重要。目前人体食管曲张静脉压力测定存在两大类技术且均在内镜下进行,即静脉内测压和静脉外测压。静脉内测压即穿刺测压,是公认的标准测压方法,但该方法存在不能重复测压、穿刺易造成大出血或细菌感染等缺点。静脉外测压技术则是当前的研究热点。目前包括两大类：一是食管曲张静脉贴壁测压的技术,另一种是气囊测压法。但是,这两类无创测压方法由于受到多种体内环境因素的影响,难以有效减少干扰提高准确性。因此,为了更好的预测EV出血,需要找到一种更安全、准确、重复性好的内镜方法用于测量EV的压力。目的：本研究利用光学原理并结合自动控制技术、计算机实时图像检测技术,进行气流结合激光无创非接触测压方法的研究。基于该新测压方法,研制相应的无创测压仪原型,并利用该原型仪器进行体外血管实验及动物实验,评估测压新方法的可行性、准确性和实用性。原理：采用小直径可控气流压迫静脉血管外壁,控制气流压力从小到大连续变化,同时监测血管外壁的形变；本研究认为对于外凸的薄壁静脉血管,血管外壁初始形变时刻的气流压力与血管内静压相等或成线性相关关系。方法：1.自主设计研发可调节气泵,设计调整气泵结构以及电路,以实现气泵输出的气压脉冲工作频率和气压强度可调,利用可调节气泵可产生出稳定、可控制的气流脉冲(气压连续变化过程不断往复进行,可完成对被测对象的多次重复测量,以提高测量精度)；2.对气泵产生的气流、气流与导管壁摩擦导致的气压衰减进行实验研究,试验测量气流在管道、血管壁等多个位置的压力情况,并分析各个位置气流压力之间的相关性和函数关系,研究气流路径上压力分布是否具有稳定性和可计算的方法；3.对激光发射装置的构建,利用该装置发射的激光线,在测量血管壁上产生能用于无创测压系统捕捉的光学信号；4.自主研发图像采集分析系统程序,利用已有的内镜系统,连续采集测压静脉位置的光学信号图像,通过光学图像分析程序,快速捕捉血管因气压形变引起的光学信号图像改变的情况；5.构建同步体系,对气流压力变化和静脉管壁变形进行同步测量,实现仪器捕捉血管形变时刻,可同时记录当前气压值；6.进行体外血管实验,利用压力可调节的模拟血管仪,使用本研究无创测量新方法,用研制的无创测压仪对仿生血管和离体大隐静脉血管进行实验测量,并将测量数据与模拟血管仪数据对比,通过比较分析,验证本研究原理；7.进行动物体内血管实验,通过将家兔进行解剖,对其下腔静脉同时进行无创测压和穿刺测压,通过分析比较,进一步明确无创测压新方法的可行性、准确性和实用性。结果：1.根据无创测量新方法的理论构想,研制出新型无创测压仪原型。该仪器原型通过主动控制气流连续变化,以该气流作为指压气流探针压迫血管,同时借助激光检测技术,同步检测血管变形过程；当曲张静脉被主动气流压陷初始时刻,记录气流压力；根据该时刻气流压力数据来计算血管内部的压力。2.通过体外血管实验和动物体内血管实验,结果表明本研究研制的测压仪器与仿生血管的实际压力值有良好的相关性,直线回归方程式分别为：Y=1.001X+6.036；测压仪器与离体大隐静脉血管的实际压力值有良好的相关性,直线回归方程式分别为：Y=1.001X+9.703；测压仪器与穿刺测压仪有良好的相关性,直线回归方程为：Y=1.001X+10.820。结论：本研究所提出的基于气流与激光检测技术的无创测压新方法,具有可行性,重复性好,其测量准确度较高,有良好的应用价值。
【作者】胡成欢；
【导师】黄飞舟；
【作者基本信息】中南大学，临床医学，2014，博士
【关键词】无创性；血压测量；静脉曲张；气流；激光；

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