Istraživači razvijaju matematički model za predviđanje rizika od rupture aneurizme

Istraživači razvijaju matematički model za predviđanje rizika od rupture aneurizme

Cerebralne aneurizme javljaju se u 5 do 8% opće populacije. Puknuće krvne žile i rezultirajuće istjecanje krvi u mozak može dovesti do ozbiljnog moždanog udara ili smrti. Više od četvrtine pacijenata koji dožive hemoragijski moždani udar umire prije nego što dođu u zdravstvenu ustanovu.

Predviđanje rupture aneurizme ključno je za medicinsku prevenciju i liječenje. U "Physics of Fluids" izdavača AIP Publishing, istraživači s Instituta za medicinske znanosti i tehnologiju Sree Chitra Tirunal, Trivandrum, i Indijskog instituta za tehnologiju Madras razvili su matematički model specifičan za pacijenta kako bi proučili koji parametri aneurizme utječu na rizik od rupture prije operacije.

Aneurizme nastaju kada se najslabiji dio krvne žile stanji, proširi i pukne nakon određene granice. U cerebralnim aneurizmama kao što je aneurizma bifurkacije unutarnje karotidne arterije, krv curi u moždanu šupljinu

Budući da se kliničari susreću s ovim aneurizmama u različitim fazama rasta, to nas je motiviralo da sustavno analiziramo aneurizme unutarnje karotidne arterije. Trenutna studija je ozbiljan i sustavan pokušaj da se ispita dinamika protoka krvi u različitim fazama kako bi se razumio početak, progresija i rizik od rupture.”

B. Jayanand Sudhir, Institut medicinskih znanosti i tehnologije Sree Chitra Tirunal

Tim je ispitao omjer širine i veličine aneurizme, koji holistički opisuju karakteristike oblika i veličine izbočine. Kako se ovi parametri povećavaju i aneurizma se širi, raste pritisak na stijenke aneurizme i vrijeme koje krv provede u aneurizmi. To povećava vjerojatnost loma.

Slike kompjutorizirane tomografije specifične za pacijenta unose se u model, čime se rekonstruira geometrija i protok krvi aneurizme. Zatim se koriste matematičke jednadžbe za opisivanje protoka tekućine i generiranje informacija o stjenkama krvnih žila i obrascima protoka krvi.

"To je bilo moguće jer smo imali pristup nacionalnom superračunalnom klasteru za izvođenje simulacija temeljenih na dinamici fluida", rekao je SV Patnaik s Indijskog instituta za tehnologiju Madras.

"Novost ovog rada leži u bliskoj suradnji i spajanju stručnosti iz kliničkih i tehničkih područja", rekao je Sudhir. "Modeli aneurizme imali su različite oblike, što nam je pomoglo da izgradimo i razumijemo složenost struktura protoka u višerežnjevim cerebralnim aneurizmama."

Višerežnjeve aneurizme, koje uključuju više od jednog balonastog džepa krvi koja se širi, sadržavale su složenije strukture krvotoka od svojih jednorežnjevih parnjaka.

Autori se nadaju da će predviđanja rizika od puknuća pretvoriti u softver jednostavan za korištenje koji će pomoći liječnicima i neurokirurzima da odrede prioritete i liječe visokorizične pacijente. Žele upotrijebiti model za procjenu učinkovitosti različitih opcija liječenja aneurizme.

Izvor:

Američki institut za fiziku

Referenca:

Nagargoje, MS, i sur. (2022) Utjecaj morfoloških parametara na hemodinamiku u bifurkacijskim aneurizmama unutarnje karotidne arterije. Fizika fluida. doi.org/10.1063/5.0117879.

.