Гемодинамика бифуркационной аневризмы абдоминального отдела аорты
Автор: Денис Вячеславович Тихвинский
Соавторы: А.А. Карпенко, А.П. Чупахин, Д.В, Паршин
Организация: Новосибирский Государственный Университет
Бифуркационные аневризмы абдоминального отдела аорты являются широко распространенным заболеванием: от 1.5% до 5% людей старше 65 лет имеют данную патологию [1]. Целью данной работы является изучение гемодинамики бифуркационной аневризмы абдоминального отдела аорты. В последнее десятилетие для решения обозначенных проблем всё чаще применяются методы предоперационного моделирования, в частности вычислительная гидродинамика (CFD), в особенности подходы FSI.
По DICOM-изображениям реальных пациентов, проходивших лечение в НМИЦ им. Е.Н.Мешалкина, были восстановлены 30 геометрий аорты. Эти данные были использованы для нахождения диаметров аневризмы аорты и подвздошных артерий, а также их статистического анализа. В итоге были построены 9 идеализированных конфигураций с аневризмой и 9 здоровых (без аневризмы) конфигураций.
В результате проведенного исследования оказалось, что реальное распределение диаметров проксимального, по отношению к аневризме, отдела аорты и диаметров подвздошных артерий отличается от предсказанного по закону Мюррея [2]. Было получено примерное значение степени в законе Мюррея. В ходе численного 3D моделирования был обнаружено немонотонное поведение функции вязкой диссипации в конфигурации при радиусе аневризмы равной примерно 3.7см, что соответствует предельной наблюдаемой в клинике величине аневризмы (при таком размере показана немедленная операция).
По результатам FSI-моделирования (данные об эластических свойствах сосудов взяты из [3]) получено распределение деформаций стенки как в конфигурациях с аневризмой, так и в конфигурациях без аневризмы аорты
Полученные результаты планируется применять для дальнейшего развития и верификации авторского комплексного предсказательного фреймворка –ассистента принятия врачебных решений. Мы считаем, что для этого необходимо иметь результаты большого массива расчетов на элементарных конфигурациях (для улавливания общих эффектов), и результаты расчетов в пациент-специфической постановке (для разбора особенностей той или иной конфигурации).
Благодарности: Работа выполнена при поддержке РНФ, проект 21-15-00091.
1. Wanhainen A, et al., European Society for Vascular Surgery (ESVS) 2019 Clinical Practice Guidelines on the Management of Abdominal Aorto-iliac Artery Aneurysms// European Journal of Vascular and Endovascular Surgery (2018).
2. Zheng, X. et al. Bio-inspired Murray materials for mass transfer and activity. Nat. Commun. 8, 14921
3. А.И. Липовка, А.А. Карпенко, А.П. Чупахин, Д.В. Паршин. Исследование прочностных свойств сосудов абдоминального отдела аорты: результаты экспериментов и перспективы. ПМТФ, (2022), No 2, 84-93.