Klinisyenler, hastaya özgü modelleme yardımıyla bir hastanın beyin anevrizmasının yırtılma tehlikesi altında olup olmadığını değerlendirebilir.
Dolaşım sistemi, vücutta dolaşırken kan tarafından şekillendirilir. Kan damarlarında gelişebilen şişkinlikler olan anevrizmalar gibi bozuklukları teşhis ve tedavi etmek için kan akışının arterleri ve damarları nasıl etkilediğini anlamak çok önemlidir. Nadir görülen bir anevrizma türünün yırtılmasında kan akışının işlevi şimdi bir grup beyin cerrahı ve mühendis tarafından deneysel ve istatistiksel olarak incelendi. Bulgular, hastalıkla mücadele eden kişilerde risk faktörlerini belirlemek için kullanılabilir.
Bir kan arterinin duvarı zayıfladığında anevrizmalar oluşabilir. Beyin anevrizmalarının çoğunluğu iyi huylu olmasına rağmen, bir tanesi patlarsa, hasta hemorajik inme yaşayabilir, bu da %50’den fazla ölüm olasılığı olan tıbbi bir acil durumdur. Bir anevrizmanın boyutu genellikle cerrahi olarak tedavi edilip edilmeyeceğini belirler; tedavi için minimum çap normalde 7 mm’dir. Ancak bu sınırın altında boyutlara sahip anevrizmalar yine de felçlere neden olabilir.
Tıbbi görüntülemedeki gelişmeler sayesinde artık bir beyin anevrizmasının in-vivo 3D görüntülerini yakalamak mümkün. Klinisyenler ve bilim insanları bu görüntüleri, kanın anevrizma ve ona bağlı damarlar içinde nasıl hareket ettiğini açıklayan denklemleri istatistiksel olarak çözmek için kullanabilir.
Bilim insanlarına göre bu çözümler, bir anevrizmanın patlama riskini tahmin etmek için kullanılabilir.
Teorik ve ampirik olarak, bilim insanları yırtılmış anevrizmaların patlamadan önce fark edilebilir balon benzeri bir şekle sahip olma olasılığının daha yüksek olduğunu belirlediler, ancak bu tür tahminler henüz klinik bir ortamda yapılmadı. Ancak bir anevrizmanın yapısı, içindeki kan akışı modelleri ve yırtılma riskinin nasıl etkileşime girdiği hala belirsizdi.
Hindistan’daki Sree Chitra Tirunal Tıp Bilimleri ve Teknoloji Enstitüsü’nden Mahesh Nagargoje, meslektaşlarıyla birlikte, nadir görülen ve potansiyel olarak tehlikeli bir durum olan iç karotid arter bifurkasyon anevrizmaları olan üç hastayı araştırdı.
İki arter dalı arasında gelişen bir anevrizmayı beyne ve yakındaki kan damarlarına zarar vermeden ameliyat etmek zordur.
Ekip, her bir anevrizmanın fotoğrafını çekmek için dijital çıkarma anjiyografisi ve bağlantılı damarlardaki kan hızını belirlemek için Doppler ultrasonu kullandı. Bu bilgileri kullanarak anevrizmanın boynundan, kubbesinden ve çıkışından geçen kan akışının bir modelini oluşturdular.
Ekip, kan ve damar duvarı arasındaki sürtünmenin, en küçük boyun genişliği-kubbe yarıçapı oranına sahip anevrizma için boyun duvarlarında yüksek bir kayma gerilimine ve modelin kanın durgunlaştığını gösterdiği kubbe duvarlarında düşük bir kayma gerilimine neden olduğunu keşfetti.
Önceki araştırmalar bu iki özelliği de önemli bir yırtılma riski taşıyan anevrizmalarla ilişkilendirmiştir. Kan, yüksek kayma gerilimi bölgelerinde anevrizma duvarlarına çarpıyor ve araştırmacılar bunun anevrizmanın büyümesini kolaylaştırabileceğine inanıyor. Beyaz kan hücreleri düşük kayma gerilimi nedeniyle anevrizmanın iç kısmına yapışabilir ve araştırmacılar bunun arter duvarlarını zayıflatan immünolojik bir tepkiye yol açabileceğine inanıyor.
Bilim insanları, en karmaşık desene sahip anevrizma için birinci odacıkta düzensiz kan akışı ve ikinci odacıkta durgunluk keşfettiler; ikinci anevrizma ilkinden büyüyerek sekiz numara şeklinde bir şişkinliğe neden olmuştu.
Araştırma ekibi, düzensiz şekilli anevrizmaların yırtılmaya daha yatkın olduğuna dair klinik bulgunun, birinci odacık duvarlarında oluşan gerilmeler ve ikinci odacık duvarlarının zayıflamasıyla açıklanabileceğini öne sürüyor.
Çalışma henüz başlangıç aşamasında olmasına rağmen, Nagargoje ile birlikte çalışan Jayanand Sudhir, kendisinin ve meslektaşlarının yırtılma olasılığını etkileyen değişkenleri belirleme konusunda “doğru yolda” olduklarına inandıklarını belirtiyor.
Anevrizma Yırtılmasını Tahmin Etmek
Japonya’daki Tohoku Üniversitesi’nde tıp mühendisi olan Makoto Ohta, anevrizma yırtılmasını tahmin etmek için hesaplamalı akışkanlar dinamiği modellerinden yararlanmaya kişisel olarak büyük ilgi duymakla birlikte, araştırmacıların kesin sonuçlara varabilmesi için çok daha kapsamlı araştırmalar yapılması gerektiğine inanıyor.
İtalyan akışkanlar mekaniği uzmanı Lorenzo Botti de bu bulguların yorumlanmasında benzer bir ihtiyat notu eklemektedir. Hemodinamiğin patolojiyi nasıl etkilediğine ilişkin herhangi bir teoriyi desteklemek için popülasyon çalışmaları gereklidir.
Sudhir’e göre ekip en az 200 anevrizma hakkında daha bilgi toplamayı planlıyor. Sudhir, elde ettikleri ilk sonuçların doğru olması halinde, klinisyenlerin modellerini yüksek patlama riski taşıyan anevrizmaları tanımak ve tedavi etmek için kullanmaya başlayabileceğine ve bu durumun ölüm oranını düşürebileceğine inanıyor.
Kaynak: physics.aps.org/articles/v15/s153