Hebben de biomedische ingenieurs van de
Hertog meer dan $2.2 miljoen van de
Nationale Instituten van Gezondheid (NIH) ontvangen om hun exploraties van voort te zetten hoe het complexe bewegen en buigen zich van bloedvat tijdens een hartslag tot hartkwaal zouden kunnen bijdragen.
Zij combineren klinische beelden van afstraffingsharten en computersoftware om opwindende visualisatiestudies van de kransslagaders uit te voeren dat die levering het hart met bloed. Hun doel is te bepalen of er bepaalde moties die schipmuren ontvankelijk maken om uiteindelijk bloedstroom dik te maken en te verminderen, of om een klonter zijn te ontwikkelen die het schip volledig blokkeert.
Bij elk sla het bloedvat van een hart, dat in zijn oppervlakte, afwisselend rek en contract wordt ingebed, met sommige schipsegmenten die of in het proces buigen verdraaien. Al die balans, veranderen de draai-draai moties wezenlijk de werktuigkundigen en de chemie van de slagaders op manieren die niet volledig gekend zijn, zegt de ingenieurs.
Dergelijke conformational veranderingen, als zij zich grondig zouden kunnen begrijpen, zouden artsen van een nieuwe reeks „geometrische risicofactoren“ voorzien die het vroege begin van atherosclerose zouden kunnen voorspellen.
De Atherosclerose is de ontwikkeling van beperkingen en stagnaties in slagaders die tot hartkwaal kunnen leiden.
„Wij proberen om de ontwikkeling en de oorsprong van de ziekte te begrijpen,“ bovengenoemde Morton Friedman, een biomedische techniekprofessor die het Cardiovasculaire Laboratorium van Simulaties op de School van Pratt van de Hertog van Techniek leidt.
„Wij proberen ook om mensen te identificeren die voor het zouden kunnen worden ontvankelijk gemaakt. Als wij kunnen begrijpen waarom het gebeurt, kan dat ons helpen manieren vinden om het tegen te houden of zijn vooruitgang te vertragen.
De „traditionele risicofactoren voor cardiovasculaire ziekte -- bloeddruk met hoog cholesterolgehalte, hoge, het roken, diabetes, zwaarlijvigheid - verklaar slechts ongeveer 50 percent van de weerslag van de ziekte. Zo andere factoren moeten worden geïmpliceerd,“ bovengenoemde Friedman.
Terwijl andere onderzoeksteams het leven schepen van het hart voor banden aan hartkwaal hebben gesondeerd, „Ik denk de nadruk op dynamische meetkunde vrij veel van ons is,“ bovengenoemde Friedman.
Friedman zocht reeds naar dergelijke geometrische risicofactoren in hartschepen toen hij aan Hertog in 2001 uit de Universiteit van de Staat van Ohio kwam. Brachten met hem over Hui Zhu, nu een hulp het onderzoekprofessor van de Hertog van biomedische techniek, en Yun Liang, nu onder de gediplomeerde studenten van Friedman in Pratt.
Zhu, de waarvan opleiding in elektrotechniek is, is een deskundige in het krijgen van de meesten uit de beelden die door twee technologieën worden die worden gebruikt verstrekt om het binnenland van bloedvat in levende, slaande harten te visualiseren.
De eerste techniek, genoemd tweedekkercineangiography, gebruikt Röntgenstralen en een ingespoten kleurstof om tot een soort tweedimensionaal bewegend beeld van bloed te leiden dat binnen schepen stroomt. De tweede methode, intravascular ultrasone klank, laat onderzoekers toe om de muurdikten van die schepen te visualiseren, evenals gevend één of ander idee van wat de muren van worden gemaakt.
Liang, ondertussen, verbetert de ultrasone klankinformatie door het tot de derde afmeting uit te breiden. En Zhu is ook een deskundige bij statistisch het analyseren van beelden om te bepalen of bepaalde schipmeetkunde met aanwijzingen van vroege atherosclerose kan worden verbonden.
In een artikel in December, beschreef de kwestie van 2003 van de Arteriosclerose van het onderzoekdagboek, de Trombose en de Vasculaire Biologie, Friedman en Zhu hun gebruik van al deze hulpmiddelen om statistisch verband tussen de dikte van schipmuren te vinden en hoe de slagaders buigen en tijdens een hartslag verdraaien.
„Deze diktevariabelen zijn van bijzonder belang, omdat muur het dik maken een belangrijk stuk van het atherosclerotic proces is,“ de twee onderzoekers van de Hertog schreven.
In de vroege stadia van een ontwikkelende stagnatie, groeit de muur van een zieke kransslagader „eigenlijk naar buiten om het openen te handhaven,“ Friedman die in een gesprek wordt verklaard. „Maar uiteindelijk wordt die zogenaamde compensatoire uitbreiding ontoereikend.“
De groei van dergelijke obstakels is een complex proces, zei hij. Eerst, gaan de vettige materialen genoemd lipiden de muur van het bloed in. Die stortingen veroorzaken een „ontstekingsreactie“ door bloedcellen die verzamelen en in de zelfde plaats sterven. Andere cellen accumuleren dan daar ook. Deze accumulaties vormen de stortingen genoemd plaque, die Friedman als „gehele hutspot van vezelige materialen, lipiden, dode cellen, calcium en cholesterolkristallen.“ beschreef
In sommige gevallen, is het eindresultaat een stop die het grootste deel van schip openen bekend als het lumen vult. Maar „in de meeste gevallen leidt dat tot hartaanval die niet wat gebeurt,“ hij toevoegde is. „In het grootste deel van die gevallen is de plaque breekbaar. Dientengevolge verbreekt het. En in het breken stelt het al dit troep aan het bloed bloot. Dan vormt een klonter zich die eigenlijk het schip.“ blokkeert
Friedman merkte op dat bepaalde enzymen plaque aanvallen, kwetsbaarder makend het zwakker en aan het verbreken. „Het zou kunnen zijn dat de verbuiging van schepen aangezien het hart slaat een rol kon spelen in het beslissen van welke plaques eerder zullen verbreken,“ hij zei. „Als wij aan het punt kregen waar wij werkelijk konden begrijpen wat gebeurt, misschien konden wij mensen identificeren van wie slagaderlijke dynamica of de meetkunde hen op groter risico.“ zette
Onder hun onlangs gefinancierd onderzoek NIH van vier jaar, zal het team van Friedman de geldigheid van verscheidene hypothesen met medewerkers op het Medische Centrum van de Hertog, de universiteiten van Vanderbilt en van Texas A&M en de Universiteit van Texas/Zuidwestelijk Medisch Centrum onderzoeken.
Één hypothese stelt dat de „lokale meetkunde en de motie“ van ziekte-naar voren gebogen schipsegmenten „een significante invloed op de initiatie, de vooruitgang en de stabiliteit“ van atherosclerose hebben. Een Andere stelt voor dat de „verschillende eigenschappen van slagadermeetkunde en motie invloedrijke rollen in verschillende stadia in de ontwikkeling van kransslagaderziekte.“ spelen
Het team van de Hertog zal zijn visualisatie en analytische technieken op cineangiogram en intravascular ultrasone klankbeelden van levende menselijke patiënten toepassen die door verscheidene van hun medewerkers worden verstrekt.
Slechts zullen sommige van die afgetaste schepen ziek zijn, beklemtoonde Friedman. „Naast de zieke gevallen, ontwikkelen wij een catalogus van kransslagadermotie op het normale menselijke hart zodat kunnen wij beginnen om te identificeren wat normaal is en wat niet is,“ hij zeiden.
Om gedetailleerde studies te doen die in levende menselijke patiënten ongepast zouden zijn, zullen de ingenieurs ook deze technieken op laboratoriummuizen toepassen die genetisch zijn gewijzigd om de dieren voor het ontwikkelen van atherosclerose ontvankelijk te maken.
„Over een redelijk korte periode kunnen wij letsels in de muizen krijgen die een partij zoals menselijke letsels kijken,“ bovengenoemde Friedman. „Hun coronaire anatomie is dicht genoeg.“