Forskare vid University of Liverpool har utvecklat en matematisk modell som har potential att förbättra prestandan för endovaskulär aneurysmförslutning (EVAS), som är en innovativ procedur för att behandla abdominala aortaaneurysm (AAA).

AAA är en svullnad av en del av aortan inuti buken orsakad av en svaghet i aortaväggen som resulterar i en ballongliknande utbuktning i artären. Om obehandlad finns det risk för läckage eller bristning, orsakar inre blödningar och dödsfall.

En vanlig procedur för att behandla AAA är känd som endovaskulär aneurysmreparation (EVAR). EVAS är en alternativ minimalinvasiv procedur som involverar placering av stentgraft som stöds av expanderbara, polymerfyllda endopåsar.

Dock, för ett litet antal patienter har en viss rörelse av stentgraften noterats och om detta får blod att återinträda i aneurysmet, då kan detta kräva ytterligare kirurgiskt ingrepp, något som läkare vill undvika.

Forskare i tillämpad matematik vid universitetet samarbetade med kärlkirurger och en kärlradiolog vid Royal Liverpool and Broadgreen University Hospital för att genomföra en studie för att kartlägga och förstå de olika krafter och handlingar som påverkar EVAS-systemet.

Resultaten av deras studie publiceras i en forskningsartikel i Vetenskapliga rapporter . Liverpool-matematikerna kunde producera en tredimensionell matematisk modell som förklarar både statiska krafter, till exempel gravitation, och dynamiska krafter, till exempel vibrationer från vardagliga aktiviteter, på de förseglade abdominala aortaaneurysmerna, vilket kan orsaka rörelse av stentgraften och störning av tätningen.

Modellen tog hänsyn till blodets tryck och de efterföljande påfrestningarna och deformationerna i aortaväggen. Det tog också hänsyn till effekterna av friktion på interaktionen mellan endobagarna i EVAS-systemet och aortan.

Alexander Movchan, Professor i tillämpad matematik vid universitetet, sa:"Vi kunde tillämpa vår expertis inom teoretisk matematisk modellering på en mycket verklig hälsoutmaning och genom forskningssamarbetet med det vaskulära teamet tog vi fram en tredimensionell modell av en AAA behandlad med EVAS, och dess svar på statiska och dynamiska belastningar.

Forskningen fick stöd av Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) Center for New Mathematical Sciences Capabilities for Healthcare Technologies, baserad på universitetets institution för matematiska vetenskaper.

Centret bedriver tvärvetenskaplig forskning för att utforska hur matematik och statistik kan leverera en mer förfinad och korrekt uppsättning prediktiva modeller och verktyg för personlig sjukvård.

Artikeln, "Deformation och dynamiskt svar av tätning av abdominal aortaaneurysm, " publiceras i Naturvetenskapliga rapporter .