Teadlased töötavad välja matemaatilist mudelit, et ennustada aneurüsmi rebenemise ohtu

Teadlased töötavad välja matemaatilist mudelit, et ennustada aneurüsmi rebenemise ohtu

Aju aneurüsme esineb 5–8% elanikkonnast. Veresoonte rebend ja sellest tulenev vere lekkimine ajju võivad põhjustada tõsise insuldi või surma. Rohkem kui veerand hemorraagilise insuldi all kannatavatest patsientidest sureb enne tervishoiuasutusse jõudmist.

Aneurüsmi rebenemise ennustamine on meditsiinilise ennetamise ja ravi seisukohalt ülioluline. AIP Publishing'i raamatus "Physics of Fluids" töötasid Sree Chitra Tirunali Meditsiiniteaduste ja Tehnoloogia Instituudi (Trivandrum) ja India Madras'i Tehnoloogiainstituudi teadlased välja patsiendipõhise matemaatilise mudeli, et uurida, millised aneurüsmi parameetrid mõjutavad rebenemise riski enne operatsiooni.

Aneurüsmid tekivad siis, kui veresoone nõrgim koht muutub teatud piiri järel õhemaks, laieneb ja rebeneb. Ajuaneurüsmide, näiteks sisemise unearteri bifurkatsioonianeurüsmi korral lekib veri ajuõõnde

Kuna arstid puutuvad nende aneurüsmidega kokku erinevatel kasvuetappidel, ajendas see meid süstemaatiliselt analüüsima sisemiste unearterite aneurüsme. Käesolev uuring on tõsine ja süstemaatiline katse uurida verevoolu dünaamikat erinevatel etappidel, et mõista rebenemise algust, progresseerumist ja ohtu.

B. Jayanand Sudhir, Sree Chitra Tirunali meditsiiniteaduste ja tehnoloogia instituut

Meeskond uuris aneurüsmide kuvasuhet ja suuruse suhet, mis kirjeldavad terviklikult kühmu kuju ja suuruse omadusi. Kui need parameetrid suurenevad ja aneurüsm laieneb, suureneb aneurüsmi seintele avaldatav stress ja aeg, mille veri veedab aneurüsmis. See suurendab purunemise tõenäosust.

Mudelisse sisestatakse patsiendispetsiifilised kompuutertomograafia pildid, mis rekonstrueerivad aneurüsmi geomeetria ja verevoolu. Seejärel kasutatakse matemaatilisi võrrandeid vedeliku voolu kirjeldamiseks ja teabe genereerimiseks veresoonte seinte ja verevoolu mustrite kohta.

"See oli võimalik, kuna meil oli juurdepääs riiklikule superarvutiklastrile, et viia läbi arvutusvedeliku dünaamikal põhinevaid simulatsioone," ütles SV Patnaik India Tehnoloogiainstituudist Madras.

"Selle töö uudsus seisneb tihedas koostöös ning kliiniliste ja tehniliste valdkondade teadmiste koondamises," ütles Sudhir. "Aneurüsmi mudelitel oli erinev kuju, mis aitas meil ehitada ja mõista mitmeharuliste ajuaneurüsmide voolustruktuuride keerukust."

Mitmeharulised aneurüsmid, mis sisaldavad rohkem kui ühte õhupallitaolist paisuvat veretaskut, sisaldasid keerukamaid verevoolu struktuure kui nende üheharulised kolleegid.

Autorid loodavad muuta rebenemisohu prognoosid kasutajasõbralikuks tarkvaraks, mis aitab arstidel ja neurokirurgidel seada prioriteediks ja ravida kõrge riskiga patsiente. Nad soovivad mudelit kasutada aneurüsmide erinevate ravivõimaluste tõhususe hindamiseks.

Allikas:

Ameerika Füüsikainstituut

Viide:

Nagargoje, MS et al. (2022) Morfoloogiliste parameetrite mõju hemodünaamikale sisemise unearteri bifurkatsioonianeurüsmides. Vedelike füüsika. doi.org/10.1063/5.0117879.

.