Изследователите разработват математически модел за прогнозиране на риска от разкъсване на аневризма

Изследователите разработват математически модел за прогнозиране на риска от разкъсване на аневризма

Церебралните аневризми се срещат при 5 до 8% от общата популация. Разкъсването на кръвоносен съд и последващото изтичане на кръв в мозъка може да доведе до сериозен инсулт или смърт. Над една четвърт от пациентите, претърпели хеморагичен инсулт, умират преди да стигнат до здравно заведение.

Прогнозата за руптура на аневризма е от решаващо значение за медицинската профилактика и лечение. В “Physics of Fluids” от AIP Publishing, изследователи от Sree Chitra Tirunal Institute for Medical Sciences and Technology, Trivandrum, и Indian Institute of Technology Madras разработиха специфичен за пациента математически модел, за да проучат кои параметри на аневризма влияят върху риска от разкъсване преди операция.

Аневризмите възникват, когато най-слабата част на кръвоносен съд изтънява, разширява се и се разкъсва след определена граница. При церебрални аневризми, като например бифуркационната аневризма на вътрешната каротидна артерия, кръвта изтича в мозъчната кухина

Тъй като клиницистите срещат тези аневризми на различни етапи на растеж, това ни мотивира да анализираме систематично аневризмите на вътрешната каротидна артерия. Настоящото проучване е сериозен и систематичен опит да се изследва динамиката на кръвния поток на различни етапи, за да се разбере началото, прогресията и риска от разкъсване.

Б. Джаянанд Судхир, Институт по медицински науки и технологии на Сри Читра Тирунал

Екипът изследва аспектното съотношение и съотношението на размера на аневризмите, които холистично описват формата и размера на характеристиките на издутината. Тъй като тези параметри се увеличават и аневризмата се разширява, напрежението върху стените на аневризмата и времето, което кръвта прекарва в аневризмата, се увеличават. Това увеличава вероятността от счупване.

В модела се въвеждат изображения от компютърна томография, специфични за пациента, които възстановяват геометрията и кръвния поток на аневризмата. След това се използват математически уравнения за описание на потока на течности и генериране на информация за стените на кръвоносните съдове и моделите на кръвния поток.

„Това беше възможно, тъй като имахме достъп до националния суперкомпютърен клъстер за извършване на симулации, базирани на изчислителната динамика на флуидите“, каза SV Patnaik от Индийския технологичен институт в Мадрас.

„Новостта на тази работа се състои в тясното сътрудничество и обединяването на експертен опит от клинични и технически области“, каза Sudhir. „Моделите на аневризми имаха различни форми, което ни помогна да изградим и разберем сложността на структурите на потока в многолобовите церебрални аневризми.“

Многолобните аневризми, които включват повече от един подобен на балон джоб от разширяваща се кръв, съдържат по-сложни структури на кръвния поток, отколкото техните еднолобни аналози.

Авторите се надяват да превърнат прогнозите за риска от разкъсване в удобен за потребителя софтуер, който ще помогне на лекарите и неврохирурзите да приоритизират и лекуват пациенти с висок риск. Те искат да използват модела, за да оценят ефективността на различни възможности за лечение на аневризми.

източник:

Американски институт по физика

Справка:

Nagargoje, MS, et al. (2022) Влияние на морфологичните параметри върху хемодинамиката при бифуркационни аневризми на вътрешната каротидна артерия. Физика на течностите. doi.org/10.1063/5.0117879.

.