Forskere utvikler en matematisk modell for å forutsi risikoen for aneurismebrudd

Forskere utvikler en matematisk modell for å forutsi risikoen for aneurismebrudd

Cerebrale aneurismer forekommer hos 5 til 8 % av den generelle befolkningen. Brudd på en blodåre og den resulterende lekkasje av blod inn i hjernen kan føre til et alvorlig hjerneslag eller død. Over en fjerdedel av pasientene som lider av et hemorragisk slag dør før de kommer til et helseinstitusjon.

Forutsigelse av aneurismeruptur er avgjørende for medisinsk forebygging og behandling. I "Physics of Fluids" av AIP Publishing utviklet forskere fra Sree Chitra Tirunal Institute for Medical Sciences and Technology, Trivandrum, og Indian Institute of Technology Madras en pasientspesifikk matematisk modell for å studere hvilke aneurismeparametre som påvirker risikoen for ruptur før operasjon.

Aneurismer oppstår når den svakeste delen av en blodåre blir tynnere, utvider seg og sprekker etter en viss grense. I cerebrale aneurismer som bifurkasjonsaneurisme i den indre halspulsåren, lekker blod inn i hjernehulen

Fordi klinikere møter disse aneurismene på forskjellige stadier av vekst, motiverte dette oss til systematisk å analysere indre halspulsårer. Den nåværende studien er et seriøst og systematisk forsøk på å undersøke dynamikken i blodstrømmen på forskjellige stadier for å forstå utbruddet, progresjonen og risikoen for brudd."

B. Jayanand Sudhir, Sree Chitra Tirunal Institutt for medisinsk vitenskap og teknologi

Teamet undersøkte sideforholdet og størrelsesforholdet til aneurismer, som helhetlig beskriver formen og størrelsesegenskapene til bulen. Etter hvert som disse parametrene øker og aneurismet utvider seg, øker belastningen på aneurismeveggene og tiden blodet tilbringer i aneurismen. Dette øker sannsynligheten for brudd.

Pasientspesifikke datatomografibilder mates inn i modellen, som rekonstruerer geometrien og blodstrømmen til aneurismen. Matematiske ligninger brukes deretter for å beskrive væskestrøm og generere informasjon om blodåreveggene og blodstrømningsmønstre.

"Dette var mulig ettersom vi hadde tilgang til den nasjonale superdataklyngen for å utføre de beregningsbaserte væskedynamikkbaserte simuleringene," sa SV Patnaik ved Indian Institute of Technology Madras.

"Nyheten i dette arbeidet ligger i det tette samarbeidet og å bringe sammen ekspertise fra kliniske og tekniske områder," sa Sudhir. "Aneurismemodellene hadde forskjellige former, noe som hjalp oss med å bygge og forstå kompleksiteten til strømningsstrukturene i multilobede cerebrale aneurismer."

Multilobed aneurismer, som inkluderer mer enn én ballonglignende lomme med ekspanderende blod, inneholdt mer komplekse blodstrømsstrukturer enn deres enkeltlobede motstykker.

Forfatterne håper å konvertere spådommene om rupturrisiko til brukervennlig programvare som vil hjelpe leger og nevrokirurger med å prioritere og behandle høyrisikopasienter. De ønsker å bruke modellen til å evaluere effektiviteten til ulike behandlingsalternativer for aneurismer.

Kilde:

American Institute of Physics

Referanse:

Nagargoje, MS, et al. (2022) Påvirkning av morfologiske parametere på hemodynamikk i bifurkasjonsaneurismer i den indre halspulsåren. Fysikk av væsker. doi.org/10.1063/5.0117879.

.