El modelo matemático específico del paciente determina cómo la forma y el tamaño del aneurisma influyen en el crecimiento y la ruptura

Los aneurismas cerebrales aparecen en 5% a 8% de la población general. La ruptura de los vasos sanguíneos y la fuga de sangre resultante dentro del cerebro pueden provocar un accidente cerebrovascular grave o consecuencias fatales. Más de una cuarta parte de los pacientes que sufren un accidente cerebrovascular hemorrágico mueren antes de llegar a un centro de atención médica.

Predecir la ruptura de los aneurismas es crucial para la prevención y el tratamiento médico. Investigadores del Instituto Sree Chitra Tirunal de Ciencias Médicas y Tecnología, Trivandrum, y el Instituto Indio de Tecnología de Madrás, desarrollaron un modelo matemático específico del paciente para examinar qué parámetros del aneurisma influyen en el riesgo de ruptura antes de la cirugía. Su estudio se publica en Física de Fluidos.

Los aneurismas ocurren cuando el punto más débil de un vaso sanguíneo se adelgaza, se expande y, después de cierto límite, se revienta. En el caso de los aneurismas cerebrales, como los aneurismas de la bifurcación de la arteria carótida interna, la sangre se filtra hacia la cavidad intracraneal.

«Dado que los médicos encuentran estos aneurismas en varias etapas de crecimiento, nos motivó a analizar los aneurismas de la arteria carótida interna de manera sistemática», dijo B. Jayanand Sudhir, del Instituto Sree Chitra Tirunal de Ciencias Médicas y Tecnología. «El estudio actual es un intento sincero y sistemático de abordar la dinámica del flujo sanguíneo en varias etapas para comprender el riesgo de iniciación, progresión y ruptura».

El equipo examinó la relación de aspecto y la relación de tamaño de los aneurismas, que describen las características de forma y tamaño de la protuberancia de manera holística. A medida que estos parámetros aumentan y el aneurisma se expande, aumenta la tensión aplicada contra las paredes del aneurisma y el tiempo que la sangre pasa dentro del aneurisma. Esto lleva a que aumente la probabilidad de ruptura.

Las tomografías computarizadas específicas del paciente se introducen en el modelo, que reconstruye la geometría y el flujo sanguíneo del aneurisma. Luego utiliza ecuaciones matemáticas para describir el flujo de fluidos, generando información sobre las paredes de los vasos sanguíneos y los patrones de flujo sanguíneo.

«Esto fue factible debido al acceso que teníamos al clúster nacional de supercomputación para realizar simulaciones basadas en dinámica de fluidos computacional», dijo SV Patnaik del Instituto Indio de Tecnología de Madrás.

«La novedad de este trabajo radica en la estrecha colaboración y la fusión de la experiencia de los antecedentes clínicos y de ingeniería», dijo Sudhir. «Los modelos de aneurisma tenían diferentes formas, lo que nos ayudó a construir y comprender la complejidad de las estructuras de flujo en los aneurismas cerebrales multilobulados».

Los aneurismas multilobulados, que incluyen más de una bolsa de sangre en expansión en forma de globo, contenían estructuras de flujo sanguíneo más complejas que sus contrapartes de un solo lóbulo.

Los autores esperan transformar las predicciones de riesgo de ruptura en un software fácil de usar para ayudar a los médicos y neurocirujanos a priorizar y manejar a los pacientes de alto riesgo. Planean usar el modelo para evaluar la efectividad de las diferentes opciones de tratamiento para los aneurismas.

El artículo se titula «Influencia de los parámetros morfológicos sobre la hemodinámica en los aneurismas en bifurcación de la arteria carótida interna».