Борд Е.Е.   Черевко А.А.   Паршин Д.В.   Чупахин А.П.  

Моделирование гемодинамики головного мозга при наличии аномалий на основе интраоперационного мониторинга

Reporter: Чупахин А.П.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ГЕМОДИНАМИКИ ГОЛОВНОГО МОЗГА ПРИ НАЛИЧИИ АНОМАЛИЙ НА ОСНОВЕ ИНТРАОПЕРАЦИОННОГО МОНИТОРИНГА
Е.Е. Борд, А.А. Черевко, Д. В. Паршин, А.П. Чупахин
Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН
630090, Новосибирск
Моделирование гемодинамики мозга имеет исключительно важное значение как с точки зрения фундаментальной науки, так и для меди-цинских приложений. В настоящее время имеется целая иерархия мате-матических моделей гемодинамики, предназначенных для решения раз-личных конкретных задач. Большое число моделей объясняется как сложностью изучаемого объекта, так и различными подходами к моде-лированию. Для приложений в нейрохирургии нужны относительно простые модели, которые позволяют по минимальному достаточному числу параметров гемодинамической системы давать прогноз для нейрохирургической операции в реальном времени.
В работе дается обзор совместных исследований ученых ИГиЛ СО РАН и нейрохирургов клиники Мешалкина по построению, исследова-нию и приложениям модели гидродинамики головного мозга, основан-ной на уравнении нелинейного осциллятора Ван дер Поля – Дуффинга. Это уравнение описывает релаксационные колебания в сложной систе-ме “поток крови – стенки сосуда – окружающая среда мозга” и связы-вают давление и скорость в сосуде.  Эти данные получаются в резуль-тате интраоперационного внутрисосудистого мониторинга и являются уникальными как в России, так и в мире. Полученные клинические дан-ные позволяют определить упругие и демпфирующие характеристики сосуда и прогнозировать их изменение во время нейрохирургической операции.
Показано, что при изменении параметров кровотока в системе наблюдается конечное число паттернов, связанных с нарушением регу-лярного периодического режима. Эти паттерны проходятся в строго определенной последовательности и, при превышении некоторых пре-дельных параметров, могут приводить к нарушению периодического режима кровотока.
Показано, что наличие в сосуде аномалии типа церебральной ане-вризмы связано с существованием в системе дифференциальных урав-нений, моделирующих кровоток, особых точек определенного типа.
Полученные результаты позволяют качественно оценивать влияние нейрохирургических операций на прочностные свойства кровеносных сосудов.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ № 17-08-01736, гранта № 14.W03.31.0002 Правительства РФ.


To reports list