Используя новые компьютерные модели кровотока вблизи церебральных аневризм (расширенные участки кровеносных сосудов в головном мозге), теперь можно рассчитать каждую деталь конкретной ситуации пациента. Это привело к появлению новых мощных методов прогнозирования дальнейшего ослабления или даже разрыва стенки кровеносного сосуда и эффективного вмешательства. Юлия Михал получила докторскую степень по этой теме Университетом Твенте.
Аневризмы головного мозга встречаются примерно у шести процентов населения. Это расширенные участки кровеносных сосудов, состояние которых со временем может ухудшиться, пока стенка кровеносного сосуда не разорвется, что приведет к кровотечению. Это вызывает потерю умственных функций и сильные головные боли. Подобные кровотечения могут быть опасными для жизни. Лечение таких пациентов предполагает принятие сложных медицинских решений. В этом плане могут быть полезны модели, разработанные Юлией Михал. Она использует информацию, полученную при сканировании мозга, в сочетании с моделями гидродинамики, чтобы предсказать потоки и силы в пораженной части мозга.
Специфический для пациента
Используя метод погруженных границ, доктор Михал может рассчитать потоки жидкости и силы, действующие на стенки кровеносных сосудов. Это позволяет ей выполнять расчеты общей модели и получать подробную картину конкретных ситуаций отдельных пациентов в зависимости от пространства и времени. Расчеты потока показывают, какие части стенки резервуара подвержены большему или меньшему риску дальнейшего разрушения. Без такой информации сложно делать точные прогнозы относительно будущего развития аневризмы. Одним из выводов этих расчетов является то, что чем больше аневризма, тем больше колебания в поведении потока. Эти колебания, вероятно, являются надежным показателем постепенного увеличения уровня риска.
Трехмерная реконструкция участка кровеносного сосуда головного мозга, показывающая высокоразвитую аневризму. Детали геометрии стенки сосуда получены путем обработки данных, полученных с помощью 3DRA (3D Rotation Angiography). Кровь течет из области относительно высокого давления слева (показана красным) в область более низкого давления справа (показана синим). Три линии тока иллюстрируют сложность структуры кровотока в аневризме и вокруг нее. Надежные прогнозы можно получить всего за несколько часов, используя параллельные методы расчета.
Работа Юлии Михал позволит автоматизировать весь процесс, начиная со сбора медицинских данных пациента и заканчивая жидкостно-механическим анализом потоков и задействованных сил. Это генерирует прогнозы с достоверной погрешностью, что значительно помогает медицинским специалистам в процессе принятия решений. Ключевыми факторами предотвращения ухудшения ситуации являются скорость, надежность и рациональное рассмотрение альтернатив.
Юлия Михал провела исследование в проф. Группа Бернарда Гёртса по многомасштабному моделированию и симуляции. Эта группа связана с двумя исследовательскими институтами Университета Твенте: Институтом биомедицинской инженерии и технической медицины MIRA и Институтом нанотехнологий MESA +.