Ένας καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Χιούστον και οι μαθητές της έρευνας του εργάζονται με τους γιατρούς και επιστήμονες του Methodist Νευρολογικό Ινστιτούτο για τη νέα τεχνολογία για να βοηθήσει στον εντοπισμό των ανευρυσμάτων εγκεφάλου που βρίσκονται σε υψηλότερο κίνδυνο ρήξης και θα μπορούσε να προκαλέσει εγκεφαλικό επεισόδιο.
Η βελτίωση της θεραπείας των εγκεφαλικών ανευρυσμάτων, τα οποία είναι αερόστατο αδύνατα σημεία στον τοίχο ενός αιμοφόρου αγγείου στον εγκέφαλο, βρίσκεται στο κέντρο αυτής της κοινής έρευνας. Ο στόχος της μελέτης τους είναι να αναπτύξει ένα πλήρως ολοκληρωμένο υπολογιστικό ιατρικό εργαλείο που θα είναι χρήσιμη στην προσπάθεια για την επιλογή ασθενών για τη θεραπεία των οποίων ανευρυσμάτων είναι πιο πιθανό να ρήξη.
Ralph Metcalfe, μια μηχανική καθηγητής μηχανολογίας στο UH και ο αναπληρωτής διευθυντής του προγράμματος UH βιοϊατρικής μηχανικής και μεταπτυχιακός φοιτητής του, Aishwarya Mantha, οι εργασίες για το έργο αυτό με μια ομάδα που αποτελείται από Methodist Δρ. Charles Strother και Goetz Benndorf, επεμβατική neuroradiologists, και Christof Karmonik, ερευνητής στο Methodist Hospital Research Institute.
Χρησιμοποιώντας προσομοιώσεις σε υπολογιστή της ροής του αίματος σε ρεαλιστικές γεωμετρικά μοντέλα των ανευρυσμάτων, έχουν ορισμένα χαρακτηριστικά της ροής του αίματος έχουν εντοπιστεί που μπορούν να συμβάλουν στο σχηματισμό ανευρύσματος. Τα ευρήματα αυτά περιγράφονται στο έγγραφο με τίτλο "Αιμοδυναμικό σε μια εγκεφαλική αρτηρία Πριν και μετά τη δημιουργία ενός ανευρύσματος», που περιλαμβάνεται στο τεύχος Μαΐου της American Journal of Νευροακτινολογίας, ένα επιστημονικό περιοδικό που δημοσιεύει πρωτότυπα άρθρα που ασχολούνται με την κλινική απεικόνιση, ενδοαγγειακές θεραπεία και η βασική επιστήμη του κεντρικού και περιφερικού νευρικού συστήματος.
"Σύμφωνα με την Αμερικανική Ένωση Χειρουργών Νευρολογικών, εγκεφαλικά ανευρύσματα επηρεάσει μέχρι έξι τοις εκατό του ενήλικου πληθυσμού των ΗΠΑ," είπε ο Metcalfe. "Τα περισσότερα ανευρύσματα δεν ρήξη, αλλά αν το κάνουν, τα αποτελέσματα είναι θανατηφόρα σε περίπου 50 τοις εκατό των περιπτώσεων. Το ερώτημα είναι πώς να προβλέψουμε ποιος είναι σε μεγαλύτερο κίνδυνο."
Δεδομένου ότι η θεραπεία των ανευρυσμάτων συνδέεται με κάποιο κίνδυνο, η ομάδα Metcalfe και Methodist οι συνεργάτες του προσπαθούν να αναπτύξουν μια καλύτερη μέθοδο αναγνώρισης που ανευρυσμάτων είναι πιο ευάλωτοι για ρήξη. Εφόσον εντοπισθούν αυτές οι ασθενείς, οι γιατροί μπορεί να καθορίσει στη συνέχεια την καλύτερη πορεία της ιατρικής περίθαλψης, με τις υπάρχουσες τεχνολογίες και τις βέλτιστες ιατρικές πρακτικές.
"Ένα από τα βασικά σημεία είναι ότι τα ανευρύσματα δεν φαίνεται να αποτελούν τυχαία", δήλωσε ο Metcalfe. "Φαίνεται να δίνουν μορφή σε θέσεις που σχετίζονται με τις διακυμάνσεις στη ροή του αίματος, που οδηγεί στο ερώτημα τι είναι αυτό σχετικά με τη ροή του αίματος που τείνει να συσχετίζεται με τη δημιουργία των ανευρυσμάτων."
Η Methodist ερευνητές αποκτούν 3-D εικόνες της ενδοκράνιας αγγειακό σύστημα με την έγχυση χρωστικής ουσίας στα σκάφη και εκ περιτροπής μια ακτινογραφία σωλήνα γύρω από το κεφάλι του ασθενούς, μια τεχνική που έχει γίνει ένα πρότυπο για υψηλής ποιότητας αγγειακή απεικόνιση σε αυτό το ίδρυμα.
Με τη χρήση αυτής γεωμετρικά και το αίμα ροή δεδομένων που λαμβάνονται από τις κλινικές προφίλ ένα συγκεκριμένο ασθενή, η ομάδα του Metcalfe του μπορεί να κάνει προσομοιώσεις σε ηλεκτρονικούς υπολογιστές τους από τη ροή του αίματος στις αρτηρίες που ασθενούς χρησιμοποιώντας τα υπάρχοντα προγράμματα υπολογιστικής δυναμικής ρευστών σε καινοτόμες εφαρμογές. Αυτό είναι παρόμοιο με τον τρόπο που αεροναυτικής μηχανικός θα μελετηθεί ο σχεδιασμός ενός αεροπλάνου σε έναν υπολογιστή ή σε μια αεροδυναμική σήραγγα. Strother και οι συνεργάτες του στο Methodist προβλέπουν ότι η διαδικασία αυτή θα βοηθήσει τους ερευνητές να κατανοήσουν καλύτερα πώς ανευρύσματα μορφή και, τελικά, να ανακαλύψουν τρόπους για την πρόληψη εγκεφαλικών επεισοδίων και των θανάτων από αυτή την κοινή διαταραχή.
«Δεν μπορούμε να δούμε ένα άτομο και να πείτε την πιθανότητα ότι ένα ανεύρυσμα θα ρήξη," Strother είπε. "Αλλά ξέρουμε ότι δύναμη και τάσεις που δημιουργούνται από τη ροή του αίματος προκαλεί ανευρύσματα. Η ελπίδα μας είναι ότι η μελέτη αυτή θα μας βοηθήσει να μάθουν αρκετά για να προβλέψουν ποιοι από αυτούς βρίσκονται σε υψηλό κίνδυνο ρήξης έτσι ώστε η θεραπεία μπορεί να προσφερθεί πριν γίνουν επιβλαβείς."