大腦動脈瘤出現在約5%至8%的普通人群中。當它們導致血管破裂時，隨之而來的腦內血液滲漏可導致嚴重的中風或致命的後果。超1/4的出血性中風患者在到達醫院或醫療機構前死亡。預測動脈瘤的破裂對醫療預防和治療至關重要。最近一項新研究開發了一個針對病人的數學模型以研究在手術前哪些動脈瘤參數會影響破裂風險。
當血管的最薄弱點變薄、膨脹並在達到一定限度后破裂時就會發生動脈瘤。在腦動脈瘤的情況下，如頸內動脈分叉動脈瘤，血液會滲入顱內腔。
“由於臨床醫生在不同的生長階段都會遇到這些動脈瘤，這促使我們以系統的方式分析頸內動脈瘤，”Sree Chitra Tirunal醫學科學和技術研究所的B. Jayanand Sudhir說道，“目前的研究是一個真誠而系統的嘗試以解決不同階段的血流動力學問題，進而了解其啟動、進展和破裂風險。”
該團隊研究了動脈瘤的長寬比和尺寸比，它們以整體的方式描述了隆起的形狀和尺寸特徵。隨着這些參數的增加和動脈瘤的擴大，施加在動脈瘤壁上的壓力和血液在動脈瘤內停留的時間都會增加。這導致破裂的概率上升。
患者特定的計算機斷層掃描被輸入該模型，該模型重建了動脈瘤的幾何形狀和血流。然後，它使用數學方程來描述流體流動並生成有關血管壁和血流模式的信息。
來自印度馬德拉斯理工學院的S.V. Patnaik說道：“這是可行的，因為我們可以使用國家超級計算集群來進行基於計算流體動力學的模擬。”
Sudhir說道：“這項工作的新穎之處在於臨床和工程背景的緊密合作和專業知識的融合。動脈瘤模型具有不同的形狀，這有助於我們建立和理解多葉腦動脈瘤中流動結構的複雜性。”
多葉動脈瘤–包括一個以上的膨脹血液的氣球狀口袋–比它們的單葉動脈瘤包含更複雜的血液流動結構。
研究人員們希望將破裂風險預測轉化為一個用戶友好的軟件應用，以此來幫助臨床醫生和神經外科醫生優先處理和管理高風險患者。另外，他們計劃使用該模型來評估不同的動脈瘤治療方案的有效性。