Matematikere udtænker en ny model til at studere respons på endovaskulær aneurismeforsegling

Forskere ved University of Liverpool har udviklet en matematisk model, der har potentialet til at forbedre ydeevnen af ​​endovaskulær aneurismeforsegling (EVAS), som er en innovativ procedure til behandling af abdominale aortaaneurismer (AAA).

AAA er en hævelse af en del af aorta inde i maven forårsaget af en svaghed i aortavæggen, hvilket resulterer i en ballonlignende bule i arterien. Hvis ubehandlet er der risiko for lækage eller brud, forårsager indre blødninger og død.

En almindeligt anvendt procedure til behandling af AAA er kendt som endovaskulær aneurismereparation (EVAR). EVAS er en alternativ minimalt invasiv procedure, der involverer placering af stentgrafter understøttet af ekspanderbare, polymerfyldte endobags.

Imidlertid, for et lille antal patienter er der observeret en vis bevægelse af stentgrafts, og hvis dette får blod til at trænge ind i aneurismet igen, så kan dette kræve yderligere kirurgisk indgreb, noget, som klinikerne ønsker at undgå.

Forskere i anvendt matematik ved universitetet samarbejdede med karkirurger og en karradiolog på Royal Liverpool and Broadgreen University Hospital for at foretage en undersøgelse for at kortlægge og forstå de forskellige kræfter og handlinger, der påvirker EVAS-systemet.

Resultaterne af deres undersøgelse er publiceret i en forskningsartikel i Videnskabelige rapporter . Liverpool-matematikerne var i stand til at producere en tredimensionel matematisk model, der forklarer begge statiske kræfter, for eksempel tyngdekraften, og dynamiske kræfter, for eksempel vibrationer fra dagligdags aktiviteter, på de forseglede abdominale aortaaneurismer, som kan forårsage bevægelse af stent-grafts og forstyrrelse af forseglingen.

Modellen tog højde for blodtrykket og de efterfølgende spændinger og deformationer i aortavæggen. Det tog også hensyn til virkningerne af friktion på interaktionen mellem endobags i EVAS-systemet og aorta.

Alexander Movchan, professor i anvendt matematik ved universitetet, sagde:"Vi var i stand til at anvende vores ekspertise inden for teoretisk matematisk modellering på en meget reel sundhedsudfordring, og gennem forskningssamarbejdet med det vaskulære team producerede vi en tredimensionel model af en AAA behandlet med EVAS, og dens reaktion på statiske og dynamiske belastninger.

Forskningen blev støttet gennem Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) Center for New Mathematical Sciences Capabilities for Healthcare Technologies, med base i Universitetets Institut for Matematiske Fag.

Centret foretager tværfaglig forskning for at undersøge, hvordan matematik og statistik kan levere et mere raffineret og præcist sæt forudsigelsesmodeller og værktøjer til personlig levering af sundhedsydelser.

Artiklen, "Deformation og dynamisk reaktion af abdominal aortaaneurisme forsegling, " er offentliggjort i Naturvidenskabelige rapporter .