Усов В. Ю.1, Бобрикова Е. Э.1, Максимова А. С.1, Еремина М. И.2, Усов Ю. П.3
1НИИ кардиологии Томского национального исследовательского медицинского центра РАН; 2Механико-математический факультет МГУ им. М.В.Ломоносова; 3Национальный исследовательский Томский Политехнический университет;
Цель. Разработать многокомпонентную распределенную вычислительную модель гемодинамики сонных артерий и мозга на основе теории электрических цепей для оценки критических каротидных стенозов. Материалы и методы. Система кровоснабжения головы и мозга представлена как анатомическая распределенная модель, включавшая в себя 4 параллельных входа (сонных и позвоночных артерий) и последовательных сопротивлений (каротидных и церебральных) с «мостиками» Виллизиева круга между ними. Артериальная система полушарий представлена как последовательно соединенные резисторы, соответствующие общей сонной артерии, участку бифуркации, внутренней сонной артерии до отхождения СМА и ПМА и бассейнам ПМА, СМА и ЗМА в области полушарий. В качестве входного сигнала для всех 4 входов были использованы кривые артериального давления в дуге аорты при различных ЧСС.Локальные сопротивления участков рассчитывались для моделирования частных случаев по индивидуальным данным исследования сосудов средствами УЗИ и МРТ. Модель реализована средствами MatLab 7 и SciLab, в программной среде Alt Linux Кентавр. Результаты. По результатам моделирования оказалось, что в случае межполушарных коммуникант менее 1 мм и при стенозе ВСА более 60% повышение ЧСС более чем на 20 уд/мин в течение 1 мин приводит к относительной гипоперфузии стеноз-зависимого полушария. При моделировании пробы с аденозином – снижении сопротивления церебрального компартмента до пренебрежимых величин –умеренная межполушарная асимметрия крово- тока развивается при сочетании коммуникант 1 мм и позвоночной артерии и псилатерально к каротидному стенозу < 3 мм уже при стенозе ВСА 65% и более. При стенозах ВСА более 85 % проба с аденозином или повышение ЧСС приводят к гипоперфузии псилатерального полушария вне зависимости от размеров коммуникант Виллизиева круга и состояния позвоночной артерии. При сравнении результатов моделирования и реальных тестов с аденозином у конкретных пациентов оказалось, что тип реакции при функциональной пробе и тяжесть цереброваскулярных нарушений могут быть предсказаны по данным МРТ-ангиографии во время – пролетном и контрастированном ангиографическом режимах. Сниженная цереброваскулярная реактивность и вероятность развития ОНМК выражены в большей степени при наличии геморрагий в атеросклеротическую бляшку по данным МРТ. Выводы. Таким образом, использование вычислительной феноменологической модели кровообращения головного мозга на основе теории электрических цепей позволяет индивидуально оценить критический характер атеросклеротического стеноза внутренней сонной артерии и необходи- мость проведения каротидной эндартерэктомии или стентирования уже при «субкритических» стенозах ВСА 60 – 75% по ECST. Результаты моделирования также показывают, что аденозиновая проба является высокоинформативным тестом исследования кровообращения головного мозга при каротидном атеросклерозе
Комментарии посетителей