【摘 要】
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慢性肾脏病(Chronic Kidney Disease,CKD)已成为全球性的公共健康问题,具有患病率高和死亡率高的特点。血液透析是肾病终末期患者最主要的保守治疗手段,用于透析的血管通路是肾病患者的“生命线”。自体动静脉瘘(Arteriovenous fistula,AVF)由于可以反复穿刺、并发症少等优点被广泛采用作为血液透析治疗的首选血管通路。为了提高瘘使用寿命和透析治疗质量,临床透析医嘱中
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慢性肾脏病(Chronic Kidney Disease,CKD)已成为全球性的公共健康问题,具有患病率高和死亡率高的特点。血液透析是肾病终末期患者最主要的保守治疗手段,用于透析的血管通路是肾病患者的“生命线”。自体动静脉瘘(Arteriovenous fistula,AVF)由于可以反复穿刺、并发症少等优点被广泛采用作为血液透析治疗的首选血管通路。为了提高瘘使用寿命和透析治疗质量,临床透析医嘱中普遍要求对瘘状态进行动态监测,以便及时发现狭窄或栓塞。目前采用的触诊,超声检查或血管造影存在病人难以自主实施,成本高、需要到院实施,或有创等问题,因此研究无创动静脉瘘评估技术成为迫切需求。本文针对无创瘘状态评估临床应用首先需要回答的两个关键问题开展了初步探索研究:(1)如何利用工程学方法有效描述动、静脉吻合后血管几何结构与血流模式的改变;(2)是否存在对应动静脉瘘状态改变的有效可检测无创生理信号及特征。本文完成的工作和取得的结论主要包括:(1)在总结分析动静脉瘘建模和状态评估相关的国内外工作基础上,通过电路阻容特性与动静脉瘘血管阻力和顺应性类比以及对动静脉瘘血管几何结构分析,分别提出了基于二阶电阻-电容集总参数的电路模型和体外瘘结构物理模型;(2)在瘘电路模型基础上探索通过压力、流量估计瘘阻力、顺应性的方法。提出了约束条件下结合模型仿真与遗传算法的瘘电路模型参数求解方法,并进行了实验验证。结果表明提出的方法能够估计瘘阻力和顺应性;阻力增大和顺应性降低是狭窄产生后瘘静脉压力增大、流量减少的主要原因;(3)设计并实现了体外瘘模型流体参数测量系统和基于激光的振动信号测量系统,在定量研究体外模型流体特性的基础上对比分析了无瘘/有瘘和不同狭窄度下流体参数和表面振动信号特征。结果表明“动静脉吻合”结构的流量和压力增大,在瘘结构下表面激光信号呈现脉动性增强并叠加“震颤”信号特点,同时在狭窄后压力和振动信号有所增强。压力增大引起表面激光测量信号中脉动成分明显增强,瘘结构下湍流性增强导致测量得到的信号中出现“震颤”成分;此外,相关分析结果表明,模型“静脉”压与表面振动信号呈强相关性,相关系数达到了0.99;(4)基于体外模型实验结果,在福建省漳州市中医院开展了临床验证。我们对比了5名健康志愿者和5名动静脉瘘透析患者的桡动脉/瘘口的体表振动信号。健康志愿者的信号幅度较弱且不易测量,其能量主要集中在20Hz以内;透析患者的信号幅度较强,除出现强脉动特点外,信号中出现了20Hz以上高频“震颤”成分,该结果与体外模型实验结果相一致。论文研究结果对深入探究低成本的非接触无创动静脉瘘状态监测方案具有一定的理论和技术借鉴意义。
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