Koponyaűri aneurysmák külső környezetének hatása az áramlásdinamikára és a betegség természetes lefolyására = Impact of peri-aneurysmal environment on intra-aneurysmal flow dynamics and their effect on the natural history of the disease

Szikora, István and Berentei, Zsolt and Bojtár, Imre and Marosfői, Miklós and Nasztanovics, Ferenc (2012) Koponyaűri aneurysmák külső környezetének hatása az áramlásdinamikára és a betegség természetes lefolyására = Impact of peri-aneurysmal environment on intra-aneurysmal flow dynamics and their effect on the natural history of the disease. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 73773_ZJ1.pdf Download (1MB) | Preview

Abstract

Áramlás szimulációval emberi angiogrammokon kimutattuk, hogy az érfalon fellépő magas nyírófeszültség és magas térbeli nyírófeszültség gradiens együttes előfordulása szerepet játszik aneurysmák kialakulásában. Módszert fejlesztettünk ki nagyfelbontású MR, 3D angiográfia és ezek képfúziója valamint számítógépes áramlásszimuláció kombinációjával, mely alkalmas agyi aneurysmák morfológiája és áramlási viszonyai összefüggésének tanulmányozására. Kimutattuk, hogy az aneurysmazsák egyenetlenségei külső képletek kompressziója nélkül is létrejöhetnek a fal mechanikai inhomogenitása miatt. Ezek az egyenetlenségek a zsák méretével és eredési szögével együtt vezethetnek magasabb terhelést jelentő áramlási mintákhoz, mint complex örvény- és sugáráramlás. A méret mellett az eredési szög és az alaktani szabálytalanságok is fokozhatják a vérzési kockázatot, amit a kezelési indikációnál célszerű figyelembe venni. Áramlás szimulációval bizonyítottuk, hogy az aneurysmafalat terhelő nyírófeszültséget áramlásmódosító eszközökkel eredményesen lehet csökkenteni. Módszert dolgoztunk ki az áramlásterelők áramlási ellenállásának mérésére, és ennek segítségével hatásuk porózus anyag szimulációjára, ami segíti a kezelés pontosabb tervezését. Klinikai vizsgálattal bizonyítottuk, hogy az áramlásmódosítás egyébként nehezen kezelhető aneurysmák tartós és eredményes gyógyítására alkalmas. | Using Computational Fluid Dynamics (CFD), we proved on human angiograms that High Wall Shear Stress (WSS) and high Spatial Wall Shear Stress Gradient (SWSSG) acting simultaneously on the vessel wall may play a role in aneurysm initiation. We developed a technique combining high resolution MR, 3D angiography and their fusion together with CFD that is capable of demonstrating relationships between aneurysm morphology and flow dynamics. This study demonstrated that morphological irregularities of aneurysm sacs may develop without any compression by an outer anatomical structure and might be related to mechanical inhomogeneity of the aneurysm wall. Such irregularities together with the size and angle of the aneurysm mas result in flow patterns with a high dynamic load on the aneurysm wall, such as complex vortex and jet flow. Subsequently, besides of the size, aneurysm angle and morphology may impact rupture risk and should be considered while indicating preventive treatment. Using CFD we proved that the WSS load on the aneurysm wall can be successfully reduced using Flow Diverters (FD). We developed a technique to measure FD resistance and simulating FD effect by the porous material method. This helps accurate treatment planning. By clinical study, we proved that the FD technique is capable of effective and permanent treatment of aneurysms otherwise difficult or impossible to treat.

Actions (login required)

Edit Item