هناك حاجة لتحديد الآفات تصلب الشرايين التي سوف تتقدم في الأوعية الدموية التاجية لتوجيه التدخل قبل احتشاء عضلة القلب يحدث. توضح هذه المقالة النمذجة الميكانيكية الحيوية للشرايين من التصوير المقطعي للتماسك البصري باستخدام تقنيات التفاعل بين بنية السوائل في حلال عنصر محدود تجاري للمساعدة في التنبؤ بهذا التقدم.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
التماسك البصري التصوير المقطعي القائم على تحليل التفاعل بين السائل الميكانيكي الحيوي وهيكل تطور تصلب الشرايين التاجية
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
في هذه الورقة، نقدم سير عمل كامل للتحليل الميكانيكي الحيوي للبلاك تصلب الشرايين في الأوعية الدموية التاجية. ومع وجود تصلب الشرايين كأحد الأسباب الرئيسية للوفاة والمراضة والعبء الاقتصادي على الصعيد العالمي، هناك حاجة إلى طرق جديدة لتحليل تطوره والتنبؤ به. إحدى هذه الطرق الحسابية هي استخدام تفاعل بنية السوائل (FSI) لتحليل التفاعل بين تدفق الدم ومجالات الشريان / البلاك. إلى جانب التصوير في الجسم الحي ، يمكن تصميم هذا النهج لكل مريض ، مما يساعد على التمييز بين اللويحات المستقرة وغير المستقرة. نحن نحدد عملية إعادة الإعمار ثلاثية الأبعاد ، والاستفادة من التصوير المقطعي للتماسك البصري داخل الأوعية الدموية (OCT) وتصوير الأوعية التاجية الغازي (ICA). يتم مناقشة استخراج الظروف الحدودية للمحاكاة ، بما في ذلك تكرار الحركة ثلاثية الأبعاد للشريان ، قبل إجراء الإعداد والتحليل في حلال عنصر محدود تجاري. يتم تحديد الإجراء لوصف خصائص فرط المرونة غير الخطية للغاية لجدار الشريان وسرعة / ضغط الدم النابض جنبا إلى جنب مع إعداد اقتران النظام بين المجالين. نحن نظهر الإجراء من خلال تحليل لوحة غير مذنبة ، غير متقشفة ، غنية بالدهون في المريض بعد احتشاء عضلة القلب. تتم مناقشة العلامات الراسخة والناشئة المتعلقة بتطور البلاك تصلب الشرايين ، مثل إجهاد القص الجداري والهلية المحلية العادية ، على التوالي ، وتتعلق بالاستجابة الهيكلية في جدار الشريان والبلاك. وأخيرا، نترجم النتائج إلى أهمية سريرية محتملة، ونناقش القيود، ونحدد مجالات لمزيد من التطوير. الطريقة الموصوفة في هذه الورقة تظهر وعدا للمساعدة في تحديد المواقع المعرضة لخطر تطور تصلب الشرايين، وبالتالي، يمكن أن تساعد في إدارة الموت والمراضة والعبء الاقتصادي الكبير من تصلب الشرايين.
المقدمة
مرض الشريان التاجي (CAD) هو النوع الأكثر شيوعا من أمراض القلب وأحد الأسباب الرئيسية للوفاة والعبء الاقتصادي على الصعيد العالمي1،2. في الولايات المتحدة، يعزى ما يقرب من واحد من كل ثماني وفيات إلى3كندي ،4، في حين أن معظم الوفيات العالمية من CAD ينظر إليها الآن في البلدان المنخفضة والمتوسطة الدخل5. تصلب الشرايين هو المحرك الرئيسي لهذه الوفيات، مع تمزق البلاك أو تآكل مما يؤدي إلى انسداد الشريان التاجي وانحشاء عضلة القلب الحاد (AMI)6. حتى بعد إعادة الأوعية الدموية من الآفات التاجية الجاني, المرضى لديهم خطر كبي....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
تم تحليل البيانات التالية غير المحددة من مريض تم تجنيده في التجربة الجارية التي يتم التحكم فيها عشوائيا من COCOMO-ACS (ACTRN12618000809235؛ وACTRN12618000809235؛ وACTRN12618000809235؛ وACTRN1261800809235؛ وACTRN1261800809235؛ وACTRN1261800809235؛ وACTRN126180080 الرقم المرجعي لمستشفى رويال أديلايد HREC: HREC/17/RAH/366)، مع موافقة إضافية على الأخلاقيات تمنحها خدمات أبحاث شبكة الصحة المحلية في وسط أديلايد (CALHN) لغرض المحاكاة الميكانيكية الحيوية (رقم مرجع CALHN 14179). يلخص الشكل 1 سير العمل الكامل المبين في البروتوكول التالي، والذي يمكن تطبيقه على أي برنامج أو رموز قادرة على FSI.
1. تقييم الصورة....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
وتقدم النتائج التمثيلية لكل من العلامات الميكانيكية الحيوية المنشأة والناشئة لتطور تصلب الشرايين. يتم تصور المقاييس الراسخة مثل WSS والنتائج المشتقة من WSS (بما في ذلك ضغط القص الجداري المتوسط زمنيا (TAWSS) ومؤشر القص المتذبذب (OSI)) في الشكل 10. ويعزى الإجهاد القص الجدار على مدى دورة القلب إلى حد كبير من سرعة الدم، ومع ذلك، هندسة الشرايين وحركتها / انكماش تلعب دورا هاما في توزيعها المكاني. ويمكن رؤية ذلك في ملامح TAWSS وOSI، مع التفتيش الموقعي، وهو مقياس لإعادة تدوير التدفق، بعد أن تم ربطه .......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
استخدام أساليب FSI لتحليل الميكانيكا الحيوية التاجية لا يزال مجالا النامية من كل من النمذجة العددية وجوانب النتائج السريرية. هنا وصفنا الخطوط العريضة لإعداد تحليل FSI المريض محددة، استنادا إلى عنصر محدود / أساليب حجم محدود، وذلك باستخدام أكتوبر والتصوير الوعائي. في حين أن الطريقة التي نصفها هنا تستخدم حلالا تجاريا للعناصر المحدودة ، يمكن تطبيق الإجراء على أي برنامج قادر على FSI. ولا تزال هناك عدة قيود ينبغي تحسينها في المنهجية. أولا، نحن نعترف بالحد من تقديم النتائج التمثيلية فقط لمريض واحد؛ ومع ذلك ، فإننا نقدم البروتوك.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
ولا يوجد لدى أصحاب البلاغ أي تعارضات يعلنونها فيما يتعلق بإعداد هذه المادة. S.J.N. تلقت دعما بحثيا من استرازينيكا، أمجين، أنثيرا، إيلي ليلي، إسبيريون، نوفارتيس، سيرينيس، شركة الأدوية، ريسفيرلونيكس، إنفراريكس، روش، سانوفي-ريجينرون، وليبوساينس، وهي مستشارة لاسترازينيكا، أكسيا، إيلي ليلي، أنثيرا، كوا، أومثيرا، ميرك، تاكيدا، ريسفيرلوغيكس، سانوفي-ريجينرون، سي إس إل بيرينغ، إسبيريون، وبوهرينغر إنغلهايم. وقد تلقت P.J.P. دعم البحوث من أبوت الأوعية الدموية، والرسوم الاستشارية من أمجين وإسبيريون والمتحدث الفخري من استرازينيكا، باير، بوهرنجر إنغلهايم، ميرك شيرينغ المحراث، وفايزر.
شكر وتقدير
ويود المؤلفون أن يعترفوا بالدعم المقدم من جامعة أديلايد، ومستشفى رويال أديلايد، ومعهد جنوب أستراليا للصحة والبحوث الطبية. تجربة COCOMO-ACS هي دراسة بدأها المحققون بتمويل من منح المشروع من المجلس الوطني للصحة والبحوث الطبية (NHMRC) في أستراليا (ID1127159) والمؤسسة الوطنية للقلب في أستراليا (ID101370). يتم دعم H.J.C بمنحة دراسية من صندوق Westpac Scholars Trust (منحة قادة المستقبل) ويعترف بدعم من جامعة أديلايد وكلية الهندسة الميكانيكية ومنحة برنامج التدريب على أبحاث المهارات والتوظيف (RTP) التابع لوزارة التعليم والمهارات والتوظيف. S.J.N. يتلقى زمالة البحوث الرئيسية من NHMRC (ID1111630). يحصل P.J.P. على زمالة قائد المستقبل من المستوى 2 من المؤسسة الوطنية للقلب في أستراليا....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| ANSYS Workbench (الإصدار 19.0) | ANSYS | محلل العناصر المحدودة التجاري | |
| MATLAB (الإصدار 2019b) | البرمجة التجارية | Mathworks | |
| MicroDicom / ImageJ | MicroDicom / ImageJ | قارئ DICOM مفتوح المصدر | |
| Visual Studio (الإصدار 2019) | التطوير التجارية المتكاملة | من Microsoft |
المراجع
- American Heart Association. Cardiovascular disease: A costly burden for America projections through 2035. American Heart Association. , (2017).
- Gheorghe, A., et al. The economic burden of cardiovascular disea....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
