Pētnieki izstrādā matemātisko modeli, lai prognozētu aneirismas plīsuma risku

Pētnieki izstrādā matemātisko modeli, lai prognozētu aneirismas plīsuma risku

Smadzeņu aneirismas rodas 5 līdz 8% iedzīvotāju. Asinsvada plīsums un no tā izrietošā asiņu noplūde smadzenēs var izraisīt nopietnu insultu vai nāvi. Vairāk nekā ceturtā daļa pacientu, kuri cieš no hemorāģiskā insulta, mirst pirms nonākšanas veselības aprūpes iestādē.

Aneirismas plīsuma prognozēšana ir ļoti svarīga medicīniskai profilaksei un ārstēšanai. AIP Publishing izdevumā “Physics of Fluids” pētnieki no Sree Chitra Tirunal Medicīnas zinātņu un tehnoloģiju institūta Trivandrumā un Indijas Tehnoloģiju institūta Madras izstrādāja pacientam specifisku matemātisko modeli, lai izpētītu, kuri aneirismas parametri ietekmē plīsuma risku pirms operācijas.

Aneirismas rodas, kad asinsvada vājākā vieta pēc noteiktas robežas kļūst plānāka, izplešas un plīst. Smadzeņu aneirismu, piemēram, iekšējās miega artērijas bifurkācijas aneirisma gadījumā, asinis noplūst smadzeņu dobumā

Tā kā ārsti saskaras ar šīm aneirismām dažādos augšanas posmos, tas motivēja mūs sistemātiski analizēt iekšējās miega artēriju aneirismas. Pašreizējais pētījums ir nopietns un sistemātisks mēģinājums pārbaudīt asins plūsmas dinamiku dažādos posmos, lai izprastu plīsuma sākšanos, progresēšanu un risku.

B. Jayanand Sudhir, Sree Chitra Tirunal Medicīnas zinātņu un tehnoloģiju institūts

Komanda pārbaudīja aneirismu malu attiecību un lieluma attiecību, kas holistiski apraksta izliekuma formas un izmēra īpašības. Palielinoties šiem parametriem un paplašinoties aneirismai, palielinās aneirismas sieniņu slodze un laiks, ko asinis pavada aneirismā. Tas palielina lūzuma iespējamību.

Modelī tiek ievadīti pacientam specifiski datortomogrāfijas attēli, kas rekonstruē aneirismas ģeometriju un asins plūsmu. Pēc tam matemātiskos vienādojumus izmanto, lai aprakstītu šķidruma plūsmu un iegūtu informāciju par asinsvadu sieniņām un asins plūsmas modeļiem.

"Tas bija iespējams, jo mums bija piekļuve valsts superskaitļošanas klasterim, lai veiktu uz skaitļošanas šķidruma dinamiku balstītas simulācijas," sacīja SV Patnaik no Indijas Madras Tehnoloģiju institūta.

"Šī darba novitāte slēpjas ciešā sadarbībā un klīnisko un tehnisko jomu zināšanu apvienošanā," sacīja Sudhirs. "Aneirismas modeļiem bija dažādas formas, kas palīdzēja mums izveidot un izprast daudzlobītu smadzeņu aneirismu plūsmas struktūru sarežģītību."

Daudzlobiņu aneirismas, kurās ir vairāk nekā viena balonam līdzīga izplešanās asiņu kabata, saturēja sarežģītākas asins plūsmas struktūras nekā to viendaivu kolēģes.

Autori cer pārvērst plīsuma riska prognozes lietotājam draudzīgā programmatūrā, kas palīdzēs ārstiem un neiroķirurgiem noteikt prioritātes un ārstēt augsta riska pacientus. Viņi vēlas izmantot modeli, lai novērtētu dažādu aneirismu ārstēšanas iespēju efektivitāti.

Avots:

Amerikas Fizikas institūts

Atsauce:

Nagargoje, MS u.c. (2022) Morfoloģisko parametru ietekme uz hemodinamiku iekšējās miega artērijas bifurkācijas aneirismās. Šķidrumu fizika. doi.org/10.1063/5.0117879.

.