Десять процентов сегодняшних сердечно-сосудистых операций безуспешны, что заставляет врачей требовать доступа к технологиям и инструментам, которые могут снизить связанные с этим риски. Норвежские врачи в университетских больницах Хокеланд и Осло, Санкт-Петербург.
Больница Олафа и Университетская больница Северной Норвегии в настоящее время тесно сотрудничают с исследователями SINTEF.
Ученый-исследователь Сигрид Карстад Даль и ее коллеги создают на экране модели биения сердца пациента и моделируют паттерны кровотока, характерные для конкретного пациента. Это позволяет им прогнозировать последствия операции на сердце.
«Это означает, что мы можем заранее смоделировать операцию и сказать что-то о том, какие процедуры принесут наибольшую пользу рассматриваемому пациенту», – говорит главный хирург и кардиолог Стиг Урхейм, работающий в университетских больницах Хокеланда и Осло.
Сердечно-сосудистая недостаточность Сердечно-сосудистые заболевания в настоящее время являются наиболее частой причиной смерти в развитом мире, а также самой дорогой для общества в целом. Кроме того, ожидается, что в ближайшие годы число пациентов, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями, значительно увеличится.
Одна из причин сердечной недостаточности – нарушение функции сердечного клапана, и современные методы лечения включают попытки восстановить существующие клапаны или протезировать имплантаты.
Для любого конкретного пациента никто не может быть уверен заранее, какой из множества различных методов лечения приведет к наилучшему результату. Поскольку многие процедуры восстановления клапана безуспешны и требуют новой операции, это означает большее количество госпитализаций, повышение уровня лекарств, снижение качества жизни и повышение смертности среди пациентов.
А это, в свою очередь, означает более длинные очереди и увеличение государственных расходов.
Сердца на экране Сигрид Карстад Даль подумала, что эта проблема настолько интересна, что защитила докторскую степень в NTNU / Simula и написала диссертацию по моделированию паттернов сердечного кровотока.
После того, как она начала работать в SINTEF, эта тема стала более актуальной, и исследования стали финансироваться институтом. Сегодня над проектом работает большая группа исследователей, инженеров и клиницистов со всей Норвегии.
Стиг Урхейм – лишь один из них. Он говорит, что анатомия индивидуальна для каждого пациента. «Наше исследование показывает, что кровоток через клапан между предсердием и желудочком варьируется от пациента к пациенту, в зависимости от того, где легочные вены впадают в предсердие. «Имплантация протеза клапана может существенно повлиять на исход операции», – говорит он.
Хирургия протезирования клапана может изменить характер кровотока
Исследователи используют ультразвуковые или магнитно-резонансные изображения для создания модели сердца пациента.
Даль использует собственное бьющееся сердце, отображаемое на экране, как пример того, о чем она говорит.
«Экранный дисплей позволяет нам использовать инструмент моделирования, чтобы учесть различия между сердцами пациентов перед имплантацией протезов клапанов», – говорит она.
Она показывает нам некоторые модели, иллюстрирующие кровоток, текущий в ее сердце.
"Протез клапана вшивается навсегда там, где находился неисправный клапан. После имплантации вы можете увидеть, как меняется картина кровотока в зависимости от его расположения и конкретной анатомии рассматриваемого сердца », – продолжает она.
Она отображает изображение поперечного сечения, сделанное непосредственно над клапаном. "Например, если я сделаю небольшое изменение в венах, входящих в желудочек здесь, и в то же время расположу клапан вот так …"- Даль использует курсор для перемещения кровеносных сосудов вверх и вниз по экрану — ." .. вы можете видеть, что профиль скорости крови на клапане изменяется – и это оказывает пагубное влияние на структуру потока."
Это может объяснить, почему некоторые пациенты страдают от образования тромбов в клапанах сердца. Это опасное для жизни состояние.
Подробное планирование Такие данные побудили исследователей задуматься о более систематических программах лечения, в которых врачи, в дополнение к информации, которую они в настоящее время получают при ультразвуковых исследованиях, могут получать результаты трехмерного моделирования сердечного кровотока как до, так и после запланированных хирургических процедур.
«Если клапан необходимо отремонтировать, инструмент моделирования предоставит врачам полезную информацию», – говорит Даль. «Раньше у нас не было доступа к такой подробной информации», – говорит она. Такая информация поможет предотвратить развитие неблагоприятных режимов кровотока, которые могут привести к новым сердечным заболеваниям и повреждениям.
Норвежские исследования показывают, как Даль говорит нам, что моделирование кровотока для различных геометрических форм сердечного клапана является «горячей» темой во всем мире, и что многие исследовательские группы работают в том же направлении, что и норвежская команда. В настоящее время все группы находятся в стадии исследования, но исследователи в Тронхейме занимают поул-позицию.
«Некоторые зарубежные группы работают с« жесткими »моделями сердца, у которых нет мобильности, встроенной в сердечную стенку», – говорит Даль. "С другой стороны, мы проводим симуляции с динамическими моделями сердца.
И мы используем ультразвук, в то время как многие другие используют более дорогие и трудоемкие методы МРТ и КТ. Нам также повезло, что в нашем проекте мы можем привлекать высококвалифицированных врачей. Это гарантирует, что наш прогресс всегда будет клинически значимым », – говорит она.
В настоящее время работа более интенсивно сосредоточена на применении моделей сердца и клапанов в тесном сотрудничестве со Стигом Урхеймом и профессором Бьорном Скаллерудом из NTNU. Налаживается исследовательское сотрудничество с Северо-Западным университетом в Чикаго, который является одним из ведущих центров лечения сердечных клапанов в США.
«В настоящее время мы работаем над рядом конкретных методов, но мы должны оптимизировать наше программное обеспечение, чтобы упростить внедрение технологии», – говорит Даль. «Сначала в клинических исследованиях, а затем в клинической практике», – говорит она.