Neue Herzklappe-modeling-Technik ermöglicht angepasste medizinische Versorgung für Patienten
Ingenieure an Der Universität von Texas bei Austin haben eine neue nicht-invasive Technik für die Simulation von Reparaturen an der Herz-Mitralklappe mit Genauigkeit zuverlässig genug für den Einsatz in einer klinischen Einstellung. Mitralklappe (MV) Krankheit ist eine der häufigsten Ventil-bezogenen Herz-Kreislauf-Erkrankungen neu diagnostiziert, in 5 Millionen Amerikaner jedes Jahr. Links deaktiviert, MV Krankheit kann zu Herzversagen führen und/oder Schlaganfall. Diese vorab-computational modeling-Technologie ermöglicht den Chirurgen, um zu Patienten-spezifischen Behandlungen, einer Entwicklung, die Verbesserung der langfristigen Wirksamkeit der aktuellen medizinischen Ansätze.
Unter der Leitung von Michael Sacks, professor in der Abteilung der Biomedizinischen Technik in der Cockrell School of Engineering, das team beschrieben Ihre rechnerische Modellierung-Technik für imaging-MV-Broschüren — klappen, die sich auf der Basis des Ventils, das öffnen und schließen regulieren den Blutfluss vom linken Vorhof zum linken Ventrikel des Herzens-in den letzten Ausgaben des International Journal for Numerical Methods in Biomedical Engineering und die Annals of Biomedical Engineering.
Der MV spielt eine entscheidende Rolle bei der Erhaltung gesunder Durchblutung im Herzen, aber die normale Funktion beeinträchtigt werden können, in eine Reihe von Möglichkeiten. Zum Beispiel, Herzinfarkt Störungen der MV Flugblätter, Ihre Kapazitäten richtig zu schließen, was im Blut zu lecken zurück in das Herz der linke Vorhof. Die Bedeutung der gesunde MV-Funktion ist so weit verbreitet in der medizinischen Gemeinschaft, aber es gibt nicht einen Konsens auf, wie man am besten behandeln gemeinsame MV-Störungen wie Erbrechen, Prolaps und mitralstenose.
Bis jetzt gab es keine präzisen Modellierung Ansätze zur Verfügung, Chirurgen für die Vorhersage der besten chirurgischen Methoden zur Wiederherstellung MV-Funktion.
„Herz-Ventile sind sehr schwer zu studieren. Sie sind komplexe Strukturen, die bewegen sich unglaublich schnell und sind im inneren des Herzens, so dass Sie extrem schwer zu Bild,“ sagte Säcke, die dient auch als Direktor des James T. Willerson Zentrum für Herz-Kreislauf-Modellierung und Simulation in der Universität im Institut für Computational Engineering and Sciences. „Unsere neuen Rechenmodell bietet Chirurgen ein Werkzeug für die Vorhersage von postoperativen Ergebnisse aus den klinisch ermittelten präoperative Daten allein.“
Sacks hat verbrachte die meiste Zeit seiner akademischen Karriere Analyse und Modellierung von Herz-Ventil-Funktion. Jüngste Fortschritte in der Rechenleistung und 3D-imaging-Technologien haben es möglich gemacht, für Säcke und seinem team zur nichtinvasiven und passgenau zu erwerben, die in-vivo – (oder Lebens -) geometrie der MV-Broschüren bei Patienten aus Echtzeit-3D-Echokardiographie — eine klinische Technik, die verwendet Schallwellen, überwachen die Herztätigkeit.
Das UT-team des computational-Modell wurde entwickelt in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern von der Penn Medizin und Georgia Tech.
„Unsere Modelle kombiniert die komplette 3D-geometrie der Mitralklappe in der offen-und geschlossen-Zustände, wodurch eine beispiellose Maß der prädiktiven Genauigkeit,“ Sacks sagte. „Ein Modell der MV Flugblätter, die wir dann integriert in die MV-Modelle die Struktur und die mechanischen Eigenschaften der internen Bestandteile, wie Kollagen-Fasern, aus denen die meisten der Armatur zu entwickeln, die Attribut-reiche komplette MV-Modelle.“
Mehrere Studien haben gezeigt, erhebliche Mängel in den langfristigen Erfolg der aktuellen chirurgischen Konzepte zur Behandlung der häufigsten Herz-Ventil-Erkrankungen. Bis zu 60 Prozent der Patienten, die unterzogen MV regurgitation op-Bericht Wiederholung von nur zwei Jahren nach der Operation.
„Herz-Chirurgen müssen Sie entscheiden über die beste Behandlung für Herz-Ventil-Reparatur ohne alle Fakten zu kennen,“ sagte Dr. Robert Gorman, professor der Chirurgie in der Perelman School of Medicine an der University of Pennsylvania und ein key-Mitarbeiter auf der Studie. „Die meisten verlassen sich auf Ihre eigenen Erfahrungen oder wie man Sie gelehrt hat, zu führen-Ventil-Reparatur-Chirurgie in der medizinischen Schule.“
Mit der von den Forschern neue vorausschauende Technik, die Chirurgen, nicht auf die bisherige one-size-fits-all Ansatz für MV-Merkblatt Reparatur.
„Die rechnerische Modellierungs-tool, die wir entwickelt haben, beseitigt eine Menge von der Unsicherheit und damit für Patienten, Spezifität,“ Gorman sagte. „Das wird transformative für diejenigen, die auf dem Feld arbeiten.“
Der nächste Schritt für Säcke und seinem Forscherteam ist zu kommerzialisieren Ihre Technik.
„Einmal Herz-Chirurgen einen Zugang zu diesem tool in einer klinischen Einstellung erwarten wir signifikante Verbesserungen in der langfristigen Wohlbefinden der Patienten, die durchgemacht habe mitral valve surgery“, sagte er.
Die Studie wurde finanziert von der National Institutes of Health.