腹主动脉瘤 (AAA) 会导致人体内最大的动脉主动脉壁变弱并向外凸出。如果不及时治疗,它会继续生长并最终破裂,从而导致危及生命的出血。
根据一些估计,多达 80% 的 AAA 破裂患者将在到达医院之前或手术期间死亡。但早期干预可以防止破裂、改善预后并避免死亡。
在 流体物理学由 AIP 出版,来自印度理工学院 (BHU) 瓦拉纳西和印度理工学院坎普尔的研究人员制作了心血管系统的计算模型,以预测早期 AAA 破裂并监测患者的血管状况。该团队研究了真实的、患者特异性的 AAA 形状对正常和患病条件下主股动脉中脉动牛顿流体的血液动力学的影响。
预测 AAA 破裂的风险涉及影像学研究的组合,例如超声、CT 扫描和 MRI,以及血液动力学,以及年龄、性别、吸烟史和 AAA 家族史等临床因素。
“如果及早发现 AAA,则可以使用手术修复或血管内支架移植等治疗方案来防止破裂,”作者说。 “这些治疗既能有效降低破裂风险,又能提高存活率。”
使用基于图像的计算血液动力学,研究人员模拟了特定的健康状况并研究了各种血液动力学参数。他们根据 3D 医学成像数据构建了人体主动脉股动脉的特定于患者的几何模型。为了求解由心脏跳动引起的脉动条件下的血流控制方程,他们使用了基于有限元的模拟。
该团队发现动脉瘤大小会改变血流速度分布。此外,流动分离发生在收缩期减速期间,涡流开始在动脉瘤囊中行进。在其他复杂的动力学中,这可能会影响下肢的血液循环。
“在未来,这样的计算工作将有助于开发心血管系统的数字双胞胎,”Kumar 说。
数字双胞胎是虚拟患者代表,可以接收各种数据变量的实时更新,帮助医生更好地预测疾病并选择最佳治疗方案。
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