Ученые узнали, как изгиб позвоночной артерии провоцирует инсульт
В России ежегодно происходит до 470 тысяч инсультов, 80% из которых — ишемические (вызваны закупоркой сосуда тромбом). Без кровоснабжения клетки мозга гибнут, поэтому критически важно вовремя восстановить кровоток. На его качество влияют многие факторы, включая патологии позвоночных артерий, снабжающих мозг на 20%. Ученые Пермского Политеха изучили, как изгиб этих артерий нарушает кровообращение. С помощью компьютерного моделирования они выявили, что углы от 90° до 150° создают зоны турбулентности, повреждающие сосуды и повышающие риск инсульта. Эти данные помогут улучшить диагностику и лечение сосудистых патологий.
Исследование опубликовано в научном журнале Master’s Journal. В наше время врачи и ученые уделяют особое внимание изучению кровотока в сосудах головного мозга, поскольку его нарушения могут стать причиной тяжелых болезней, в том числе ишемического инсульта. Так как позвоночные артерии обеспечивают примерно 20% потребностей мозга в крови, они являются основной магистралью для снабжения кровью его задних отделов. Поэтому их состояние является одним из ключевых аспектов, влияющих на циркуляцию крови. Угол, под которым они изгибаются, оказывает прямое воздействие на скорость ее перемещения, кровяное давление и сопротивление кровотоку в сосудах. Исследование этих связей играет критическую роль в выявлении и терапии сосудистых заболеваний.
Сегодня для изучения кровотока в позвоночных артериях применяют УЗИ, МРТ, КТ. Реже используют инвазивный метод с введением внутрь контраста, который позволяет видеть движение жидкости по артериям на компьютере. Эти способы помогают выявлять сужения, изгибы, тромбы и другие нарушения, влияющие на кровоснабжение мозга, однако они показывают только текущее состояние пациента. Чтобы спрогнозировать риски развития различных заболеваний, применяют компьютерное моделирование, то есть создают виртуальные копии сосудов. В отличие от УЗИ и МРТ, это позволяет анализировать динамику кровяного потока в 3D, выявляя напряжения на стенках сосудов и зоны появления вихрей (т.е. хаотичного движения крови, которое возникает при сужении, изгибах сосудов или высоком давлении).
Ученые Пермского Политеха создали виртуальную копию участка позвоночной артерии и проанализировали кровоток при разных углах ее поворота. Для анализа использовались современные методы вычислительной гидродинамики, которые помогли создать реалистичные модели кровотока в разных условиях. Модель позволяет осуществить расчеты в том числе при измененном просвете сосудов, то есть когда они становятся уже или шире нормы (например, из-за бляшек, спазма или аневризмы). Результаты показали, что при определенных углах возникают зоны повышенного давления и хаотичного течения крови, повреждающего стенки. Это может быть полезно для ранней диагностики и коррекции таких патологий.
– Угол изгиба позвоночной артерии значительно влияет на скорость кровотока, давление и образование вихрей в сосуде. Особенно опасными по результатам исследований оказались изгибы под углами от 90° до 150° (угол измеряется от оси симметрии), где наблюдались наибольшие колебания скорости и давления. Это может повреждать стенки сосудов и ухудшать кровоснабжение мозга, повышая риск возникновения инсульта. Поэтому при диагностике позвоночника в медицинских учреждениях особенное внимание стоит обращать на артерии, изогнутые в таком диапазоне, – комментирует Мария Матросова, магистрант кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика» ПНИПУ.
/span>– Для цифровой модели использовались реальные данные УЗИ позвоночной артерии: ее размеры и скорость кровотока. Сама геометрия данной модели – это идеализированная артерия, представляющая собой цилиндрическую изогнутую трубку. Угол поворота при исследовании варьировался от прямого хода кровяного течения. На этом этапе анализируется влияние изменения этого угла в плоскости на кровоток. В дальнейшем планируется усложнить модель, чтобы можно было учитывать и другие факторы: пространственный изгиб, реологические особенности крови (то есть текучесть, вязкость), изменение граничных условий и так далее, – поясняет Марина Шмурак, доцент кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика» ПНИПУ, кандидат физико-математических наук.
С помощью компьютерного моделирования удается изучить кровоток без инвазивных процедур, воссоздавая любые условия (разные углы изгиба, давление, вязкость крови) и прогнозируя риски до появления симптомов тромбообразования или деформации стенки сосуда. Это особенно ценно для разработки персонализированного лечения и виртуального тестирования хирургических вмешательств.
Исследование ученых ПНИПУ подчеркивает важность своевременного выявления аномальных изгибов позвоночной артерии. Полученные данные помогут врачам лучше понимать механизмы нарушений кровообращения и разрабатывать эффективные методы диагностики и лечения. Работа исследователей может стать основой для новых направлений в превентивной медицине.
Telegram 
Дзен 
VK В эпоху искусственного интеллекта и стремительного развития технологий знание языка становится инструментальной компетенцией, а умение работать с учетом культурного контекста — стратегической. В День филолога, кандидат педагогических наук Екатерина Щавелева, заведующая кафедрой иностранных языков и коммуникативных технологий НИТУ МИСИС рассказывает, как гуманитарное образование приобретает новую ответственность и какое будущее у межкультурной коммуникации.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
Ученые Московского физико-технического института разработали бенчмарк — эталон для компьютерных программ — и с его помощью сравнили больше десяти популярных нейросетей и классических алгоритмов распознавания жестов незнакомого человека по сигналам электромиографии. Разработка даст возможность лучше понимать «голос тела», чтобы дистанционно управлять техникой, теледроидами, дополненной и виртуальной реальностью.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
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