Agyi aneurizmák

Az aneurizmák az artériákon kialakuló kóros kiöblösödések, tágulatok, amelyek az érfal integritásának sérülésével is járnak. Kialakulásukban komplex biológiai és véráramlástani folyamatok játszanak szerepet. Leggyakoribb előfordulási helyük az agyi artériák és az aorta. Agyi aneurizmák főképp az úgynevezett Willis kör mentén helyezkednek el, ami az agy vérellátásában központi szerepet tölt be, így kihasadás esetén agyvérzés és stroke is előfordulhat. Kutatások bizonyítják, hogy a felnőtt társadalom 5-8% rendelkezik ilyen kardiovaszkuláris betegséggel. Agyi aneurizmáknak kétféle megjelenési formát különítünk el, a sokkal gyakoribb bifurkációs (elágazás (a)) aneurizmát, illetve a laterális (oldalfal (b)) aneurizmát.

Agyi oldalfal aneurizmák kialakulása

A kutatás egyik célja az oldalfal aneurizmák kialakulásának esetleges áramlástani okainak felderítése. Kutatócsoportunk két elméletet is kidolgozott ennek modellezésére. Ehhez a aneurizmát tartalmazó érszakaszról az aneurizmát virtuálisan eltávolitjuk és a megmaradó érszakaszban kialakuló áramlást elemezzük. Angiográfiás képek feldolgozása (ITK-Snap; VMTK) és virtuális rekonstrukció után a számításokat véges térfogatok módszerén alapuló megoldók (ANSYS CFX; OpenFoam) felhasználásával végezzük el.

Áramlásmódosító sztentek ellenállásának mérése

Az áramlásmódosító sztent (Flow diverter) az egyik legelterjedtebb módszer aneurizmák kezelésére. Feladata, hogy az aneurizmazsákban olyannyira lelassítsa az áramlást, hogy ott a vér megalvadjon, ezzel csökkentve az aneurizma falára nehezedő mechanikai terhelést. A kutatás célja az eszközök áramlási ellenállásának mérése, egy, speciálisan a feladathoz tervezett mérőrendszeren. A mérési eredmények alapján összehasonlíthatóvá válnak különböző gyártók termékei és beépítési helyzetek.

Virtuális sztentelés és szimuláció

A neuróintervenciós szakorvos egyik legfontosabb feladata a beavatkozás során a megfelelő sztenttípus és -méret kiválasztása. Ebben nyújthat segítséget ha a beavatkozás elött az orvos virtuálisan felmérheti, hogy egy adott sztent adott beépítési helyzetben hogyan viselkedik. A kutatócsoport által fejlesztett szoftver képes mechanikailag korrekt módon virtuálisan elvégezni a behelyezést. Ezek után az eszköz hemodinamikai hatását numerikusan vizsgáljuk egy speciálisan erre kifejlesztett rács-Boltzmann áramlásszimuláció segítségével. A számításokban a sztentet porózus zónának tekintjük, ahol a fent említett mérések adatai felhasználásra kerülnek.

Véráramlás kaotikus jellege

Korábbi kutatások rámutattak, hogy csakúgy mint a meterológiában, a véráramlásban is fellelhetők kaotikus viselkedésre utaló jelek. Nagy felbontású numerikus szimulációk segítségével kimutatható, hogy és a véráramlásba helyezett részecskék segítségével kimutatható, hogy aneurizma közelében a véráramlás kaotikus. Az eredetileg nagyon kis távolságon belül elengedett részecskék exponenciálisan távolodnak egymástól, és ezáltal az áramlási téren való áthaladás során nagyon különböző pályát írnak le. A pályagörbék és az áramlási téren belül töltött idő segítségével számolhatók a geometriára és áramlásra jellemző fraktáldimenziók, melyek kapcsolatban állhatnak az aneurizma zsákban lezajló biokémia reakciókkal.

Publikációk

Pályázati részvétel

Kutatócsoport elérhetőségei