血管收缩是否应该治疗?
如果沉积物在动脉中形成,有堵塞血管的危险,或者变得松散,可能堵塞较小的血管,医生就面临着是否应该进行干预以及如何进行干预的问题。像球囊扩张这样的方法并非没有风险。机械工程师Daniel Balzani教授和Klaus Hackl教授在Ruhr-Universität波红(RUB)的土木与环境工程系工作,他们正在研究如何精确地模拟血管的特性,从而有可能预测这种风险。这种方法可以成为日常临床实践中的决策辅助工具。
治疗的并发症
在球囊扩张术中,通过导管将一个小球囊从患者的腹股沟推至动脉钙化区,在那里加压膨胀。这导致血管扩张,血液可以再次流动。但是,如果血压过高,血管就会过度扩张,斑块就会破裂。或者血管壁的损伤可能非常严重,以后会出现并发症。
为了预测和避免此类事件,研究人员进行了复杂的计算。它们模拟了血管等弹性组织的行为。在这个过程中,丹尼尔·巴尔扎尼和他的团队专注于提前计算可能的损害风险。然而,计算这种风险绝非易事。
种植最好的材料
除了纤维方向的变化外,在模拟中还必须考虑到许多其他影响,包括血管壁的弹性、动脉中的残余张力、围绕血管并积极影响其直径的平滑肌细胞的活动,以及可能的血管过度拉伸所造成的损伤。更不用说导致血管狭窄的斑块的特性了。
工程师们的计算是基于这样一个事实:这种结构的发展与施加在它们身上的拉力相一致,就像肌肉在不断施加压力时变厚一样。巴尔扎尼解释说:“可以说,这些信息使我们能够在模拟中种植最佳材料。”工程师们为每个血管特性开发了一个单独的算法。毕竟,它们必须是耦合的,所有的东西都必须同时计算。丹尼尔·巴尔扎尼承认:“我们还没到那一步。”尽管如此,一些组合已经实现了。需要大型计算机来计算这些联锁算法。巴尔扎尼说:“但即便如此,计算两次心跳也可能需要好几天。”克劳斯·哈克尔和他的团队也致力于预测可能成功的气球扩张。但最重要的是,他专注于对受伤血管愈合的计算机模拟。