計(jì)算機(jī)模擬的心流模型可以幫助治療小兒心臟病患者

由生物醫(yī)學(xué)工程師、醫(yī)生和科學(xué)家組成的協(xié)作團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的研究可以為每年出生的 40,000 名小兒先天性心臟病患者 (CHD) 帶來重大進(jìn)展。

生物醫(yī)學(xué)和機(jī)械工程教授 Debanjan Mukherjee 是致力于開發(fā)計(jì)算機(jī)模擬模型的研究人員之一，該模型使用 3D 旋轉(zhuǎn)血管造影 (RA) 圖像顯示 CHD 患者的血流動力學(xué)。

“這些患者屬于最脆弱和最敏感的人群，”穆克吉說。“隨著年齡的增長，即使他們的護(hù)理和治療結(jié)果的微小進(jìn)步也可以大大提高他們的生活質(zhì)量。這仍然是我們團(tuán)隊(duì)的夢想。”

該項(xiàng)目名為“通過導(dǎo)管實(shí)驗(yàn)室獲得的 3D 旋轉(zhuǎn)血管造影對先天性心臟病患者進(jìn)行計(jì)算流體動力學(xué)評估”，最近與科羅拉多州兒童醫(yī)院的 Jenny Zablah 博士合作獲得了科羅拉多臨床和轉(zhuǎn)化科學(xué)研究所試點(diǎn)資助.

該研究的重點(diǎn)是 3D RA，它是基于導(dǎo)管的局部血管造影，或通過靜脈和動脈的血流掃描，可在成像的同時(shí)提供實(shí)時(shí)壓力和流量測量。它是一種非常有益但尚未充分探索的成像選擇。

“開發(fā)高分辨率的計(jì)算機(jī)模型將使外科醫(yī)生能夠在 CHD 手術(shù)前進(jìn)行血流動力學(xué)分析，”Mukherjee 說。“這些模型將促進(jìn)最佳的手術(shù)計(jì)劃并確定干預(yù)的適應(yīng)癥。”

推進(jìn)這些計(jì)算機(jī)模擬模型還將消除對額外成像(例如 CT 或 MRI 掃描)的需求，這些成像可能既昂貴又耗時(shí)。Mukherjee 說，這些程序還可以讓這些年輕患者接受更多的輻射和對比。

這項(xiàng)新研究將消除這些額外的成像復(fù)雜性，并有助于為未來的兒科 CHD 患者進(jìn)行快速的術(shù)前計(jì)劃。

該團(tuán)隊(duì)還將解決過去計(jì)算機(jī)模擬模型中缺乏適當(dāng)驗(yàn)證的問題。他們計(jì)劃將計(jì)算機(jī)化的血流模型與來自 4D 流動 MRI 成像的時(shí)空變化的流動數(shù)據(jù)相結(jié)合，以驗(yàn)證他們的預(yù)測。

“我們?nèi)匀粚⑽覀兓诠こ痰慕７椒ㄞD(zhuǎn)化為患者護(hù)理領(lǐng)域的前景充滿熱情，”Mukherjee 說。“當(dāng)我們的工作轉(zhuǎn)化為臨床護(hù)理時(shí)，可以為這些孩子的生活發(fā)揮作用，是我們所有人的核心驅(qū)動力。”

加入 Mukherjee 和 Zablah 的多學(xué)科工程師和醫(yī)生團(tuán)隊(duì)包括來自科羅拉多心臟研究所兒童醫(yī)院和科羅拉多大學(xué)安舒茨醫(yī)學(xué)校區(qū)的 Michael Shorofsky 博士和 Gareth Morgan 博士。

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