Исследование Пермского Политеха поможет в оценке операций по замене сердечных клапанов
По данным Всемирной организации здравоохранения, каждый год в мире погибает около 18 миллионов человек от сердечно-сосудистых заболеваний. Эта цифра продолжает расти. Более 15 процентов взрослого населения в возрасте от 70 лет страдают аортальным стенозом, из-за которого сужается устье аорты клапана, что не дает нормальному течению крови в сердце. И ежегодно в мире проводится более 275 тысяч реконструктивных операций по его замене. Стандартной практикой является установка механического импланта, однако это влечет пожизненный прием препаратов. Решение проблем видится в методике, предложенной в 2014 году японским хирургом Озаки, где клапаны изготавливаются из собственной сердечной ткани пациента (перикарда). Долгосрочных результатов о том, как использование такого метода скажется в будущем, ещё нет. Также осталась проблема в выборе оптимального размера створки, которые подбираются для каждого человека индивидуально. Исследователи Пермского Политеха разработали математическую модель, которая поможет врачам при операции по замене сердечных клапанов спрогнозировать ее последствия.
«В этой работе мы провели комплексный анализ движения крови в аортальном клапане в норме, при патологии и после операции Озаки. В дальнейшем, в планах разработка модели, которая в перспективе поможет определить самый оптимальный вариант замены аортального клапана из всех возможных вариаций протезирования», — рассказал профессор кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика» Пермского Политеха, доктор физико-математических наук Алексей Кучумов.
Статья с результатами исследования опубликована в международном журнале Mathematics. В работе также принимали сотрудники пермского Федерального центра сердечно-сосудистой хирургии имени С. Г. Суханова.
Створки аортального клапана во время сердечного цикла открываются от течения крови через них и закрываются из-за ее оттока. Открытие и закрытие с механической точки зрения — это деформация. Чтобы описать зависимость этой механики от нагрузки со стороны течения крови, и понять, почему при стенозе устье аорты сужается, ученые рассмотрели поведение створок при трех различных условиях: в нормальном состоянии, при патологии (аортальном стенозе) и после операции Озаки, когда повреждённый клапан изготавливается из собственной сердечной ткани пациента. С помощью материальных моделей удалось рассчитать механику створок для каждого отдельного случая. После этого исследователям удалось объединить полученные результаты в единую математическую модель.
«Мы создали математическую модель, которая даёт более полную картину, как работает сердечный клапан. Благодаря этому мы сможем прогнозировать появление неблагоприятных последствий будущем. Это значительно упростит задачу врачам при выборе метода операции», — сообщает аспирант кафедры вычислительной математики, механики и биомеханики Пермского Политеха Никита Пиль.
Описание физиологических процессов, установление новых зависимостей и лучшее понимание их биомеханики может дать мощный толчок к созданию программного обеспечения для помощи принятия решений хирургам при проведении операций, а также прогнозированию последствий.
«Моделирование физиологии человека и развитие персонализированных подходов позволит повысить качество лечения и проведения операций благодаря учету индивидуальных параметров пациента», — пояснил сердечно-сосудистый хирург Федерального центра сердечно-сосудистой хирургии имени С. Г. Суханова, доктор медицинских наук Бакытбек Кадыралиев.
Кроме того, полученные результаты могут помочь при создании отечественных искусственных клапанов. На основе математической модели можно оптимизировать конструкцию устройства с целью улучшения его эксплуатационных характеристик. Учёные считают изучения свойств аортального клапана перспективным, поэтому планируют продолжить свои исследования в этом направлении.
Telegram 
Дзен 
VK Ребенок легче взрослого, быстрее осваивается в новой обстановке и обладает пластичной нервной системой — значит, невесомость он перенесет проще. Это рассуждение звучит убедительно ровно до тех пор, пока ребенка считают уменьшенной копией взрослого. На самом деле его скелет еще набирает прочность, мышцы учатся работать вместе с нервной системой, вестибулярный аппарат настраивает ощущение положения тела, а органы и ткани проходят этапы, которые нельзя повторить после завершения роста. Если в этот период убрать постоянную нагрузку земного притяжения, организм будет не только приспосабливаться к новой среде: он станет формироваться внутри нее. Каким получится результат, медицина сегодня не знает: длительных орбитальных исследований с участием несовершеннолетних не проводилось.
Иногда лучшая помощь природе — просто оставить ее в покое и не мешать. Британские экологи доказали, что заброшенная фермерская пашня способна без миллионных затрат и покупных семян превратиться в роскошный цветущий луг. Для этого потребовалось лишь 11 лет времени и обычный ежегодный покос травы.
Вода в реке может выглядеть абсолютно чистой и прозрачной, но настоящее «досье» на экологическое состояние региона часто скрыто не в ней, а под ней — в донных отложениях. Это своеобразный химический архив, который накапливает все, что попадало в водоем на протяжении десятилетий. Ученые Южного федерального университета взяли на себя труд расшифровать этот архив в глобальном масштабе: они собрали и систематизировали все современные научные данные о том, как токсичные продукты горения оседают на дне рек и озер по всему миру. Результат этой работы позволил впервые увидеть полную картину загрязнения пресноводных экосистем — от Нижнего Дона и сибирских арктических рек до Амазонки, Нила и Миссисипи.
Биологи провели молекулярный анализ тканей человеческого мозга и выяснили, что при тяжелой депрессии останавливается процесс образования новых нейронов. Открытие показало, что природа заболевания кроется не только в химическом дисбалансе нейромедиаторов, но и в физическом нарушении клеточного обновления гиппокампа.
Иногда лучшая помощь природе — просто оставить ее в покое и не мешать. Британские экологи доказали, что заброшенная фермерская пашня способна без миллионных затрат и покупных семян превратиться в роскошный цветущий луг. Для этого потребовалось лишь 11 лет времени и обычный ежегодный покос травы.
Ребенок легче взрослого, быстрее осваивается в новой обстановке и обладает пластичной нервной системой — значит, невесомость он перенесет проще. Это рассуждение звучит убедительно ровно до тех пор, пока ребенка считают уменьшенной копией взрослого. На самом деле его скелет еще набирает прочность, мышцы учатся работать вместе с нервной системой, вестибулярный аппарат настраивает ощущение положения тела, а органы и ткани проходят этапы, которые нельзя повторить после завершения роста. Если в этот период убрать постоянную нагрузку земного притяжения, организм будет не только приспосабливаться к новой среде: он станет формироваться внутри нее. Каким получится результат, медицина сегодня не знает: длительных орбитальных исследований с участием несовершеннолетних не проводилось.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно