Vědci vyvíjejí matematický model pro předpovídání rizika prasknutí aneuryzmatu

Vědci vyvíjejí matematický model pro předpovídání rizika prasknutí aneuryzmatu

Mozková aneuryzmata se vyskytují u 5 až 8 % běžné populace. Prasknutí cévy a následný únik krve do mozku může vést k vážné mrtvici nebo smrti. Více než čtvrtina pacientů, kteří utrpěli hemoragickou mrtvici, zemře dříve, než se dostanou do zdravotnického zařízení.

Predikce ruptury aneuryzmatu je zásadní pro lékařskou prevenci a léčbu. V „Physics of Fluids“ od AIP Publishing výzkumníci z Sree Chitra Tirunal Institute for Medical Sciences and Technology, Trivandrum a Indian Institute of Technology Madras vyvinuli matematický model specifický pro pacienta, aby studovali, které parametry aneuryzmatu ovlivňují riziko ruptury před operací.

K aneuryzmatu dochází, když se nejslabší část cévy ztenčí, rozšíří a po určité hranici praskne. U cerebrálních aneuryzmat, jako je bifurkační aneuryzma vnitřní krkavice, krev prosakuje do mozkové dutiny

Protože se lékaři setkávají s těmito aneuryzmaty v různých fázích růstu, motivovalo nás to systematicky analyzovat aneuryzmata vnitřní krkavice. Současná studie je seriózním a systematickým pokusem zkoumat dynamiku průtoku krve v různých fázích, abychom pochopili začátek, progresi a riziko prasknutí.“

B. Jayanand Sudhir, Sree Chitra Tirunal Institute of Medical Sciences and Technology

Tým zkoumal poměr stran a velikostní poměr aneuryzmat, které holisticky popisují tvarové a velikostní charakteristiky výdutě. Jak se tyto parametry zvyšují a aneuryzma se rozšiřuje, zvyšuje se napětí na stěnách aneuryzmatu a čas, který krev stráví v aneuryzmatu. Tím se zvyšuje pravděpodobnost rozbití.

Do modelu jsou vkládány snímky z počítačové tomografie specifické pro pacienta, které rekonstruují geometrii a průtok krve aneuryzmatem. Matematické rovnice se pak používají k popisu proudění tekutiny a generování informací o stěnách krevních cév a vzorcích proudění krve.

"To bylo možné, protože jsme měli přístup k národnímu superpočítačovému clusteru, abychom mohli provádět výpočetní simulace založené na dynamice tekutin," řekl SV Patnaik z Indian Institute of Technology Madras.

„Novinka této práce spočívá v úzké spolupráci a spojení odborných znalostí z klinické a technické oblasti,“ řekl Sudhir. "Modely aneuryzmat měly různé tvary, což nám pomohlo vytvořit a porozumět složitosti tokových struktur u vícelaločných mozkových aneuryzmat."

Vícelaločná aneuryzmata, která zahrnují více než jednu balónovitou kapsu expandující krve, obsahovala složitější struktury krevního toku než jejich jednolaločné protějšky.

Autoři doufají, že převedou předpovědi rizika prasknutí do uživatelsky přívětivého softwaru, který pomůže lékařům a neurochirurgům stanovit priority a léčit vysoce rizikové pacienty. Chtějí použít model k hodnocení účinnosti různých možností léčby aneuryzmat.

Zdroj:

Americký fyzikální institut

Odkaz:

Nagargoje, MS, a kol. (2022) Vliv morfologických parametrů na hemodynamiku u bifurkačních aneuryzmat a. carotis interna. Fyzika tekutin. doi.org/10.1063/5.0117879.

.