流体力学在胆石症疾病的研究进展 [复制链接]

颜喆，陆品相，罗轩明

医院

摘要

近年来，已有医学研究通过流体力学研究人体血流、气流等了解脏器功能、病理分析及临床应用，取得了较大的进步和发展，并通过计算流体力学的数值模拟等技术模拟出诸多复杂血流流动、气体流动铸型，得到了非常有价值的图像。本文着重介绍胆道的流体动力学在良性胆道疾病中研究进展，阐述影响胆道疾病中胆道动力学的重要因素，并分析目前研究存在的不足，指出未来胆道流体动力学应密切结合临床实际开展，使模拟条件更接近人体的真实状态。

关键词：胆道；胆石症；计算流体力学；数值模拟

自胆道外科开展以来，人们不仅从胆道的解剖结构、生理方面认识胆道，更从疾病病因、发病机制等方面研究胆道疾病，加快了胆道外科的发展。胆石症作为我国常见、多发良性疾病，发病率呈逐年增加趋势[1]；其中胆囊结石合并肝外胆管结石的发病率为10%～18%[2]，严重威胁患者的生命安全。因此，了解胆结石形成原因、治疗方法成为临床研究的重点。胆道的流体动力学改变在胆石症的发生过程中起到关键性作用，本文将结合近期的研究现状并回顾既往研究结果，探讨胆道流体力学的研究进展，旨在为胆道疾病的治疗提供新的依据和指导，以期降低胆石症所带来的危险，并为预防和治疗胆石症提供理论依据。

1胆道胆汁特性及研究方法

1.1胆汁流动特性

胆道内连续的胆道静水压力梯度是保证胆汁从肝脏流入胆囊和流向十二指肠的基本动力学因素，根据胆汁流动特性分为2个部分，其中胆汁从肝细胞间的毛细胆管流经肝内各级胆管进入胆囊为第一胆流，驱动力来自肝分泌压和胆管收缩渗透压，流动是缓慢的、均匀的、片流性质的；第二胆流指自胆囊经胆总管排入十二指肠过程，驱动力来自胆囊收缩压和胰腺泡的分泌压，胆汁流体特性因胆管的吸收和分泌而有所改变，是急促的、阵性的[3-5]。胆汁流动受进食、入肝血流[6]等多因素调控，尤其是第二胆流，常呈不规律阵发性流动；由于胆管除Oddi括约肌外无平滑肌组织，缺乏自行蠕动，肝外胆管在受到炎症牵拉等因素影响可导致胆管变形，进而导致胆流发生改变，可能形成若干涡流、胆管内压力增大等变化，并最终形成导致胆道结石。因此，研究胆流对于胆石症疾病的预防治疗及其重要。

1.2胆道压力特性

胆道内的胆道压力一般通过胆道T管外引流方法检测胆道内压力，通过检测胆汁的粘度等方法评估胆汁流动力学；也可根据Caroli装置原理，自制简易胆道测压装置检测胆道压力及胆汁流量[7]，或通过计算机辅助99mTc-HIDA显像方式，得出胆道压力，对临床治疗具有指导性意见。人体肝胆管压力为（40.18±6.08）kPa，胆囊压力为（26.95±9.34）kPa，胆总管压力为（33.76±5.85）kPa，十二指肠腔内压力为（7.11±1.44）kPa，肝胆管与十二指肠腔内压差为29.4～34.3kPa[5，8]。然而上述方法均存在一定局限性，不能充分显示个体化胆流特性，因此，为避免加重患者负担，通过借助体外模拟技术探讨流体力学在胆石症疾病中的影响至关重要。

1.3体外模拟胆道流体力学方法

Bird等[9-10]对理想化和真实胆管模型进行了深入研究，数值模拟了胆管中的定向流动，并对结石成因进行深入分析；Meyer等[4]通过建立小鼠肝小叶胆道流动力学的3D模型，用于预测药物引起的胆汁流量变化；随着影像技术和计算流体力学（