Динамиката на флуидите прогнозира риска от спукване на аневризма

Ваня Милева Последна промяна на 13 октомври 2022 в 00:02 2368 0

Аневризма. Бифуркация на кръвоносните съдове. Илюстрация, показваща аневризма, възникваща от разклонение на кръвоносен съд, която постепенно се разширява и завършва с разкъсване. Кредит: Sajan Abdul Salam, Subash M. Nair, B. Jayanand Sudhir

Специфични за пациента данни и математически модел могат да определят как формата и размерът на аневризмата влияят върху растежа и разкъсването.

Мозъчните аневризми се появяват при приблизително 5-8 % от общото население. Когато те доведат до разкъсване на кръвоносен съд, последвалото изтичане на кръв в мозъка може да доведе до тежък инсулт или фатални последици. Над една четвърт от пациентите, които получават хеморагичен инсулт, умират, преди да стигнат до болница или здравно заведение.

Церебралната аневризма (наричана още мозъчна аневризма) е слабо или тънко място на артерия в мозъка, което се раздува и се пълни с кръв. Издутата аневризма може да окаже натиск върху нервите или мозъчната тъкан. Тя може също така да се спука или разкъса, като разлее кръв в околната тъкан (нарича се кръвоизлив). Спуканата аневризма може да причини сериозни здравословни проблеми, като мозъчно увреждане, хеморагичен инсулт, кома и дори смърт.

Предвиждането на разкъсването на аневризмите е от решаващо значение за медицинската профилактика и лечение. В списание Physics of Fluids, издавано от AIP Publishing, изследователи от Института за медицински науки и технологии "Шри Читра Тирунал", Тривандрум, Индия, и Индийския технологичен институт в Мадрас, разработват специфичен за пациента математически модел, за да проучат какви параметри на аневризмата влияят върху риска от разкъсване преди операция.

Аневризмите се появяват, когато най-слабото място на кръвоносния съд изтънява, разширява се и след определена граница се спуква. В случай на мозъчни аневризми, като например аневризми с бифуркация на вътрешната каротидна артерия, кръвта изтича в интракраниалната кухина.

"Тъй като клиницистите се сблъскват с тези аневризми на различни етапи на растеж, това ни мотивира да анализираме аневризмите на вътрешната каротидна артерия по систематичен начин", споделя Б. Джаянанд Судхир (B. Jayanand Sudhir) от Института за медицински науки и технологии "Шри Читра Тирунал".

"Настоящото проучване е сериозен и систематичен опит да се разгледа динамиката на кръвния поток на различни етапи, за да се разбере началото, прогресията и рискът от разкъсване."

Анимация, показваща аневризма, възникваща от разклонение на кръвоносен съд, която постепенно се разширява и завършва с разкъсване. Кредит: Sajan Abdul Salam, Subash M. Nair, B. Jayanand Sudhir

Екипът изследва съотношението на страните и съотношението на размерите на аневризмите, които описват комплексно характеристиките на формата и размера на издутината. С увеличаването на тези параметри и разширяването на аневризмата се увеличават напрежението, прилагано към стените на аневризмата, и времето, което кръвта прекарва в аневризмата. Това води до увеличаване на вероятността от разкъсване.

Специфичните за пациента компютърни томографски сканирания се въвеждат в модела, който реконструира геометрията и кръвния поток на аневризмата. След това се използват математически уравнения за описание на потока на течностите, като се генерира информация за стените на кръвоносните съдове и моделите на кръвния поток.

"Това бе осъществимо благодарение на достъпа, който имахме до националния суперкомпютърен клъстер за извършване на симулации, базирани на изчислителната динамика на флуидите", разказва С.В. Патнаик (S.V. Patnaik) от Индийския технологичен институт в Мадрас.

"Новостта на тази работа се състои в тясното сътрудничество и сливането на опит от клинични и инженерни среди", отбеляза Судхир. "Моделите на аневризми бяха с различни форми, което ни помогна да изградим и разберем сложността на структурите на потока в многопластовите мозъчни аневризми."

Многослойните аневризми, които включват повече от един балоноподобен джоб с разширяваща се кръв, съдържаха по-сложни структури на кръвния поток, отколкото техните еднослойни аналози.

Авторите се надяват да превърнат прогнозите за риска от разкъсване в удобно за ползване софтуерно приложение, което да помогне на лекарите и неврохирурзите да определят приоритетите и да управляват високорисковите пациенти. Те планират да използват модела за оценка на ефективността на различни варианти за лечение на аневризми.

Спрaвкa:  “Influence of morphological parameters on hemodynamics in internal carotid artery bifurcation aneurysms” by Mahesh S. Nagargoje, Chanikya Valeti, N. Manjunath, Bhushan Akhade, B.J. Sudhir, B.S.V. Patnaik and Santhosh K. Kannath, 11 October 2022, Physics of Fluids.
DOI: 10.1063/5.0117879

Изтoчник: Predicting Risk of Aneurysm Rupture Based on Blood Flow and Fluid Dynamics
American Institute Of Physics

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !