门脉高压症是门静脉系统压力升高后引起的一系列临床病症，常表现为食管胃底静脉曲张、脾肿大和腹水。其中食管胃底曲张静脉破裂出血最为凶险，严重威胁患者生命。传统的治疗方案有内科保守、内镜止血以及手术断流等，但远期效果差。经颈静脉肝内门体分流术（Transjugular Intrahepatic Portosystemic Shunt, TIPS ）始于上世纪60 年代的动物研究，80 年代应用于临床，对于治疗食管胃底曲张静脉破裂出血和顽固性腹水，取得了令人满意的疗效。TIPS 的治疗机理是采用介入放射技术，通过支架，在肝静脉与门静脉分支间建立分流通道，使部分门静脉血流直接汇入下腔静脉，达到降低门脉压力的目的，预防和控制食管胃底曲张静脉破裂出血，促进腹水吸收（如图1 所示）。
尽管TIPS 的临床效果明显，但其本身是一项高难度、高风险的手术，被《外周血管介入诊疗手术分级目录》列为最复杂的手术之一，对术者的技术及经验要求极高。由于术者技术水平的参差不齐，总体手术并发症并不少见。急性并发症如肝脏撕裂、穿刺到肝外门脉，均可引起腹腔内大出血，导致患者死亡。尽量减少或规避这些并发症，降低手术风险的最关键因素是准确的门脉穿刺。目前TIPS 传统做法是术前医生借助CT 三维影像资料，依赖空间想象力，主观判断穿刺方向和深度，进而“盲穿”，就如同在山两侧打隧道会师一样，在没有任何导向指引的情况下，从一根血管出针刺中相距3 、4 厘米另外一个空间里的细小血管，角度、位置、方向都要掌控得非常恰当才有可能成功。这种经验性的穿刺方法稳定性差，有时需反复多次尝试，增加了腹腔大出血的风险。因此，找到一种辅助术者精准穿刺门静脉的规划方法，是目前实施TIPS 过程中急需解决的重点和难点问题。
中国科学院苏州生物医学工程技术研究所高欣、冉昭等人联合苏州大学附属第一医院介入科朱晓黎主任、广州医科大学附属第二医院朱康顺主任在江苏省科技计划：社会发展- 临床前沿技术（BE2017671 ）项目资助下，提出了一种基于数值计算模型的路径规划方法，对穿刺操作过程精准建模。根据TIPS 手术专用穿刺针，借助术前增强CT （Contrast-Enhanced Computed Tomography, CECT ）影像信息，在肝内血管系统三维结构基础上，规划穿刺路径，结合穿刺针前端初始形态精确计算差异化的前端弯曲度即弯折角，以而指导医生术前调整穿刺针前段弯折角。经过两家医院临床验证，量化后的弯折角能够很好地指导穿刺，平均穿刺次数由无精确弯折角指导下的5-6 次降低到本计算方法指导下的2-3 次, 平均穿刺时间也有所减少。
本项研究实现了门静脉高压症的精准微创介入治疗，减少了完成TIPS 所需的穿刺次数和穿刺时间，减少了病人的出血风险，具有重要的意义。相关成果发表在Computational and Mathematical Methods in Medicine (SCI 源刊 IF 1.545 ):
Xiaoli Zhu？, Zhao Ran？, Wanci Li, Wansheng Wang, Kangshun Zhu, Wensou Huang, and Xin Gao, Method for Calculating the Bending Angle of Puncture Needle in Preoperative Planning for Transjugular Intrahepatic Portal Systemic Shunt (TIPS), Computational and Mathematical Methods in Medicine , 30 May 2018.
