تقنية جديدة لنمذجة صمام القلب تتيح رعاية طبية مخصصة للمرضى

برئاسة مايكل ساكس ، الأستاذ في قسم الهندسة الطبية الحيوية في كلية كوكرريل للهندسة ، أوجز الفريق تقنية النمذجة الحاسوبية لتصوير نشرة MV – وهي اللوحات الموجودة على قاعدة الصمام التي تفتح وتغلق لتنظيم تدفق الدم من الأذين الأيسر إلى البطين الأيسر للقلب – في الإصدارات الأخيرة من المجلة الدولية للطرق العددية في الهندسة الطبية الحيوية و ال حوليات الهندسة الطبية الحيوية.

تلعب MV دورا حاسما في الحفاظ على تدفق الدم السليم في القلب ، ولكن يمكن التغلب على الوظيفة الطبيعية بعدد من الطرق. على سبيل المثال ، قد تؤدي النوبات القلبية إلى تعطيل قدرة منشورات الجهد المتوسط ​​على الإغلاق بشكل صحيح ، مما يؤدي إلى تسرب الدم مرة أخرى إلى الأذين الأيسر للقلب. وبالتالي ، فإن أهمية وظيفة MV الصحية تُفهم على نطاق واسع داخل المجتمع الطبي ، ولكن لا يوجد إجماع حول أفضل طريقة لعلاج اضطرابات MV الشائعة مثل قلس ، وتضيق الصمام التاجي.

حتى الآن ، كان هناك نقص في نهج النمذجة الدقيقة المتاحة للجراحين للتنبؤ بأفضل الطرق الجراحية لاستعادة وظيفة MV.

وقال ساكس الذي يعمل أيضا مديرا لمركز جيمس تي. ويلرسون لنمذجة القلب والأوعية الدموية "من الصعب جدا دراسة الصمامات القلبية. إنها هياكل معقدة تتحرك بسرعة لا تصدق وتقع داخل القلب مما يجعلها صعبة للغاية للتصوير." والمحاكاة في معهد الجامعة للعلوم والهندسة الحاسوبية. "يوفر نموذجنا الحسابي الجديد للجراحين أداة للتنبؤ بالنتائج بعد الجراحة من البيانات السابقة التي تم الحصول عليها سريريًا فقط".

وقد قضى ساكس معظم حياته الأكاديمية في تحليل ونمذجة وظيفة صمام القلب. جعلت التطورات الحديثة في تقنيات التصوير ثلاثية الأبعاد والحاسوبية من الممكن لـ Sacks وفريقه أن يكتسبوا بشكل غير مدموغ وبدقة الهندسة الحية (أو الأحياء) لمنشورات MV في المرضى الذين يستخدمون تخطيط صدى القلب ثلاثي الأبعاد في الوقت الحقيقي – تقنية سريرية تستخدم الصوت موجات لمراقبة وظيفة القلب.

تم تطوير نموذج حساب فريق UT بالتعاون مع باحثين من Penn Medicine و Georgia Tech.

وقال ساكس: "دمجت نماذجنا الهندسة ثلاثية الأبعاد الكاملة للصمام التاجي في الولايات المفتوحة والمغلقة ، مما جعل مستوى الدقة التنبؤية ممكنًا". "لتصميم منشورات MV ، قمنا بعد ذلك بدمج النماذج الميكانيكية والهيكلية للمكونات الداخلية ، مثل ألياف الكولاجين التي تشكل معظم الصمامات ، من أجل تطوير نماذج MV كاملة غنية بالسمات."

وقد أظهرت العديد من الدراسات وجود أوجه قصور كبيرة في النجاح على المدى الطويل من النهج الجراحية الحالية لعلاج أمراض صمام القلب المشتركة. ما يصل إلى 60 في المئة من المرضى الذين خضعوا لجراحة MV قلس تقرير تكرار بعد عامين فقط من الجراحة.

يقول الدكتور روبرت جورمان ، أستاذ الجراحة في كلية الطب في جامعة بيرلمان في جامعة بنسلفانيا ، والمتعاون الرئيسي في الدراسة: "يجب على جراحي القلب أن يقرروا أفضل علاج ممكن لإصلاح صمام القلب دون معرفة كل الحقائق". "يعتمد معظمهم على تجاربهم الخاصة أو كيف تم تعليمهم إجراء جراحة إصلاح الصمامات في كلية الطب".

مع التقنية التنبؤية الجديدة للباحثين ، لن يضطر الجراحون إلى اتباع نهج واحد يناسب الجميع لإصلاح منشورات الجهد المتوسط.

وقال جورمان "إن أداة النمذجة الحسابية التي قمنا بتطويرها ستزيل الكثير من عدم اليقين وتسمح بنوعية المريض." "سيكون هذا تحويليًا لأولئك الذين يعملون في هذا المجال".

الخطوة التالية لـ Sacks وفريقه البحثي هي تسويق أسلوبهم.

وقال: "بمجرد أن يتمكن جراحو القلب من الوصول إلى هذه الأداة في إطار سريري ، فإننا نتوقع تحسنًا كبيرًا في سلامة المرضى الذين خضعوا لجراحة الصمام التاجي على المدى الطويل".

تم تمويل الدراسة من قبل المعاهد الوطنية للصحة.

مصدر القصة:

المواد المقدمة من قبل جامعة تكساس في أوستن. ملاحظة: يمكن تعديل المحتوى للأسلوب والطول.