Это может стать шоком для родителей: когда коарктация аорты поражает новорожденного, аорта становится настолько узкой, что связанные с ней проблемы с сердцем могут угрожать жизни ребенка. К счастью, эти пороки сердца теперь можно успешно лечить с помощью стентов. Однако многократное лечение часто проводится в течение многих лет, что может быть утомительным для ребенка и родителя. Институт медицинской обработки изображений им.
Фраунгофера MEVIS в Бремене, Германия, разработал программное обеспечение для моделирования и сравнения различных типов вмешательств. Это могло бы улучшить качество терапии и помочь определить необходимость вмешательства, тем самым избавив некоторых молодых пациентов от необходимости проходить операцию. Исследование выполнено в рамках проекта EU CARDIOPROOF, который завершится в конце 2016 года.
Компьютерное моделирование основано на изображениях сердца пациента, сделанных с помощью МРТ-сканера.
Эти изображения показывают не только форму кровеносных сосудов, но и отображают кровоток. «Наши алгоритмы могут определять, какие состояния артериального давления обнаруживаются в сосудах», — сказал доктор. Аня Хеннемут, исследователь Fraunhofer MEVIS. "Важна степень, в которой артериальное давление различается до и после сужения сосудов."Основываясь на моделировании кровотока, эксперты могут воспроизводить и оценивать различные типы вмешательств на компьютере и определять их влияние на кровоток и давление пациентов.
Виртуальное тестирование кровеносных сосудов
Благодаря этим достижениям исследователи могут надуть виртуальный баллонный катетер и оценить его влияние на кровоток и давление или спланировать установку различных стентов на компьютере. Это так называемое «виртуальное стентирование» помогает выбрать наиболее подходящий стент и его размещение. «С помощью нашего программного обеспечения врачи могут принимать обоснованные решения о том, какой тип вмешательства является наиболее подходящим и может ли вмешательство быть отложено или даже отменено», — заявляет Хеннемут. CARDIOPROOF стремится разработать реальную систему для клинического использования. "Мы хотели разработать методы, которые можно было бы использовать для повседневного использования.
Исследовательская группа в Бремене работала в тесном сотрудничестве с клиниками-партнерами проекта, чтобы выяснить, как лучше всего интегрировать новое программное обеспечение в повседневную работу больниц. Даже графический интерфейс пользователя был разработан и протестирован в сотрудничестве с врачами-партнерами.
Программное обеспечение рассчитывает кровоток и давление
Чтобы проверить, насколько реалистичны компьютерные симуляции, ученые провели клинические исследования в Немецком кардиологическом центре в Берлине. Кроме того, молодые пациенты были обследованы после вмешательств с помощью МРТ-сканера. Это позволило рассчитать кровоток до и после вмешательства и сравнить с результатами моделирования.
Результаты показывают точные прогнозы кровотока и давления.
С помощью веб-программного обеспечения врачи могут реконструировать кровоток и давление в аорте менее чем за полчаса. После этого врачи могут выполнить виртуальное вмешательство.
Результаты моделирования обычно готовы в течение еще получаса. «Мы показали применимость в клинической практике», — заявляет Аня Хеннемут. «Следующие шаги включают обеспечение качества, сертификацию и переход на коммерческое решение."Lynkeus, один из промышленных партнеров CARDIOPROOF, уже представил последующее проектное предложение в ЕС.
Компьютерное моделирование не только снижает нагрузку на детей и их родителей, но и снижает расходы на здравоохранение. В качестве партнера проекта Лондонская школа экономики провела подробный анализ финансового и организационного использования нового метода по сравнению с тем, что используется в настоящее время.
Результаты показывают, что, поскольку программное обеспечение снижает количество осложнений и последующего лечения, в идеальном случае затраты на одного пациента могут быть сокращены до десяти процентов.