Un professore dell'Università di Houston e dei suoi allievi di ricerca stanno lavorando con i medici e gli scienziati del Methodist Istituto Neurologico sulle nuove tecnologie per aiutare ad identificare quali aneurismi cerebrali sono a più alto rischio di rottura e causare un ictus.
Migliorare il trattamento degli aneurismi cerebrali, che sono mongolfiera punti deboli nella parete di un vaso sanguigno nel cervello, è al centro di questa ricerca comune. L'obiettivo dello studio è quello di sviluppare un completo strumento di calcolo integrato medico che saranno utili nel contribuire a selezionare i pazienti per cui il trattamento aneurismi hanno più probabilità di rottura.
Ralph Metcalfe, un professore di ingegneria meccanica presso UH e vice direttore del programma UH ingegneria biomedica e il suo studente laureato, Aishwarya Mantha, lavorare su questo progetto con un team composto da metodista di Drs. Charles Strother e Goetz Benndorf, neuroradiologi interventisti, e Christof Karmonik, ricercatore presso il Methodist Hospital Research Institute.
Utilizzando simulazioni al computer del flusso sanguigno nei realistici modelli geometrici di aneurismi, alcune caratteristiche del flusso di sangue sono state identificate che possono contribuire alla formazione di aneurismi. Questi risultati sono descritti in un articolo intitolato "Emodinamica in una arteria cerebrale prima e dopo la formazione di un aneurisma," che appare nel numero di maggio del Journal of Neuroradiologia, una rivista scientifica che pubblica articoli originali che fare con l'imaging clinico, endovascolare La terapia e la scienza di base del sistema nervoso centrale e periferico.
"Secondo l'American Association of Neurological Surgeons, gli aneurismi cerebrali incidono fino al sei per cento della popolazione adulta degli Stati Uniti", ha detto Metcalfe. "La maggior parte degli aneurismi non rottura, ma se lo fanno, i risultati sono fatale in circa il 50 per cento dei casi. La domanda è come predire chi è più a rischio."
Poiché il trattamento degli aneurismi è associato con qualche rischio, il gruppo di Metcalfe ei suoi colleghi metodista stanno cercando di sviluppare un metodo migliore per identificare quali aneurismi sono più vulnerabili di rottura. Una volta che questi pazienti sono stati identificati, i medici possono quindi determinare il miglior corso di trattamento medico, utilizzando le tecnologie esistenti e migliori pratiche mediche.
"Uno dei punti chiave è che gli aneurismi non sembrano formare in modo casuale", ha detto Metcalfe. "Essi sembrano formare in luoghi che sono associati con le fluttuazioni nel flusso di sangue, causando la questione di cosa si tratta il flusso di sangue che tende a correlare con la formazione di aneurismi."
I ricercatori hanno metodista acquisire immagini 3-D del sistema vascolare intracranico, iniettando colorante nei vasi e la rotazione di un tubo a raggi X intorno alla testa del paziente, una tecnica che è diventato uno standard per l'alta qualità di imaging vascolare in questa istituzione.
Utilizzando questo flusso di dati geometrici e sangue prelevato dal profilo clinico di un paziente specifico, il team di Metcalfe in grado di eseguire simulazioni nei loro computer del flusso sanguigno nelle arterie che il paziente utilizzando risorse esistenti programmi di fluidodinamica computazionale in nuove applicazioni. Questo è simile al modo in cui un ingegnere aeronautico che studierà il progetto di un aereo su un computer o in una galleria del vento. Strother ei suoi colleghi presso il Methodist anticipare che questo processo aiuterà i ricercatori a capire meglio come gli aneurismi forma e, infine, scoprire modi per prevenire ictus e la morte di questo disturbo comune.
"Non possiamo guardare una persona e dire la probabilità che un aneurisma sarà rottura", ha detto Strother. "Ma noi sappiamo che la forza e sottolinea creato da flusso di sangue produce aneurismi. La nostra speranza è che questo studio ci aiuterà a imparare abbastanza per prevedere quali sono ad alto rischio di rottura in modo che il trattamento può essere offerto prima che diventino dannose».
Questo lavoro ha due potenziali applicazioni. Il primo è uno strumento di ricerca, con il team di Metcalfe simulazioni di aneurismi specifici. Usando una tecnica impiegata da Karmonik per simulare la rimozione di un aneurisma sul computer, analizzare come si comporta il sangue che scorre nei pressi del sito aneurisma e determinare se questo può essere correlata ad un certo tipo di comportamento del sangue presso i siti potenziali dove aneurismi modulo. Simulazioni molto accurate sono fatto per una descrizione completa dei campi di flusso, studiando tutte le variabili fluidodinamiche in grande dettaglio, come sforzi di taglio alla parete, la pressione e la velocità.