Aneurysmer bildas som onormala utbuktningar eller ballonger över en artär, och, om det brister, kan leda till allvarliga hälsokomplikationer eller till och med dödsfall. Vissa aneurysmer kan existera länge utan att de går sönder, och operationen för behandling av aneurysmer kan vara ganska riskfylld, så en parameter som hjälper kirurger behövs.

I dag, behandlingsbeslut fattas huvudsakligen genom att bedöma de geometriska parametrarna såsom storleken på ett aneurysm, som erhålls från medicinska bilder. Men vätskemekaniken är känd för att vara en viktig faktor vid initieringen, tillväxt och bristning av aneurysmer. De faktorer som bestäms av flöde, såsom skjuvspänningen och dess svängningar på väggarna i en artär, kräver besvärliga flödesmätningar och numeriska simuleringar. En enkel parameter som beror på både flöde och geometri, som kan ersätta flödesfaktorer (som kräver flödesmätningar och simuleringar) existerar inte.

Men nu, som forskare från University at Buffalo och Texas A&M University rapporterar i tidskriften Vätskans fysik , de har utvecklat en enkel icke -dimensionell parameter som är beroende av både geometri och flödesvågform för att klassificera flödesläget i både sidoväggs- och bifurkationsaneurysmer.

"Denna enkla parameter, kallas 'aneurysmnummer (An), 'är förhållandet mellan tidsskalor för två konkurrerande fenomen i aneurysmer:Först är transporttidens skala, som representerar transporten av en vätskepartikel genom aneurysmens expansion, "sade Iman Borazjani, docent vid Texas A&M. "För det andra är virvelbildningens tidsskala, som representerar bildandet av en virvel på grund av det pulserande flödet till en expansion. "

Transportfenomenet skapar ett stationärt skjuvskikt genom expansionsområdet, han förklarade, medan virvelfenomenet gillar att skapa en virvelring. Om transporttidsskalan är mindre (An <1), då bildas ett stationärt skjuvskikt och flödesläget kallas kavitetsläget. Annat, en ringvirvel bildas (An> 1) och flödesläget är virvelläget.

Gruppens arbete är ett betydande genombrott eftersom de kunde visa att deras aneurysmnummer inte bara kan klassificera flödesläget i både förenklade och anatomiska geometrier, men också att oscillationerna av skjuvspänning är högre i flödet i virvelläget (An> 1). "Det betyder att vår enkla parameter kan vara ett bra substitut för parametern oscillerande skjuvning - utan att det krävs utmanande flödesmätningar och simuleringar för att beräkna skjuvning på väggen, "Sa Borazjani.

När forskarna först lämnade in sitt förenklade arbete, flera granskare ifrågasatte om resultaten för förenklade geometrier är tillämpliga på riktiga anatomiska. "De var inte övertygade, så vi var tvungna att visa att vår parameter fungerar för anatomiska geometrier. Nu, ett par artiklar publiceras tillsammans, "Sa Borazjani, förklarar varför gruppen fortsatte att skriva en andra artikel om sitt arbete. De utvecklade och testade först sin parameter för förenklade (idealiserade) geometrier i del I av deras artikel, och applicerade den sedan på anatomiska i del II.

Oscillerande skjuvning, som är relaterad till gruppens parameter, antas påverka endotelcellerna och främja inflammation, tillväxt av aneurysmer, och till och med deras bristning. Till exempel, "ett virvelflödesläge är mer sannolikt att brista eftersom det har en högre oscillerande skjuvning, "Sa Borazjani." Därför, vi tror att vår enkla parameter kan hjälpa kirurger att fatta beslut om att behandla ett aneurysm i framtiden. "