Dekompresszív kraniektómia biomechanikai szimulációja
A traumás agysérülés fizikai hatás által okozott sérülés, mely gyakran ütések, lökések, valamint a fej vagy a test egyéb traumás sérülésének – közlekedési balesetek, sportsérülések, robbanások, harci sérülések, erőszakos cselekmények és esések – következménye. Mivel a traumás agysérülések az agyszövet duzzadását idézhetik elő, és ezek hatására megnövekszik a koponyaűri (intrakraniális) nyomás (ez súlyos neurológiai károsodáshoz és halálhoz vezethet), a kezelés fontos lépése a nyomás csökkentése. Ez gyógyszeres kezeléssel, vagy sebészeti beavatkozással érhető el.
Amennyiben a gyógyszerek alkalmazása nem elegendő, akkor az ún. „dekompresszív kraniektómia” műtéti eljárásra kerül sor, melynek során a koponya egy részét eltávolítják, és megnyitják a kemény agyhártyát, hogy az agyszövet a megnyitás helyén kitüremkedve expandálhasson, így csökkentve a koponyaűri nyomást. Bár a műtéti beavatkozás sok esetben szükséges, és a nyomás valóban csökken, a módszer hatékonysága vitatott, ugyanis a műtét során az agyszövet jelentős deformációt szenved [1], ez pedig károsodásához vezethet. A műtét hatékony alkalmazását nehezíti, hogy jelenleg nem ismert végrehajtásának optimális módja, hiszen sem a megnyitás pontos helyében, sem méretében nincs egyetértés az idegsebészek között.
Feltételezhető, hogy a dekompresszív kraniektómia biomechanikai modellezésével az így okozott alakváltozások és a keletkező agysérülés pontosabban követhetővé válnak [1]. A numerikus szimulációs módszereket és modelleket leggyakrabban a komolyabb balesetek megelőzésének fejlesztésére alkalmazzák. Ugyanilyen fontos a másodlagos megelőzés az események helyszínein, a kórházi kezelésekben és a neurológiai rehabilitációk esetén. Az emberi fej és nyak végeselemes modellezése először tette lehetővé a traumás agysérülések és a stroke következményeinek mélyebb biomechanikai tanulmányozását [2].
A dolgozat elsődleges célja, hogy létrehozzon egy olyan módszert, mellyel a dekompresszív kraniektómia optimális kivitelezése vizsgálható. Ennek érdekében a sérült fejet és a műtét folyamatát rekonstruáljuk végeselemes szimulációkkal. Az alkalmazott módszerek egyszerű síkbeli, illetve idealizált térbeli modellektől kezdve egészen a komplex beteg-specifikus geometriák felhasználásáig terjednek.
Szakirodalom:
[1] Tim L. Fletcher, Barbara Wirthl, Angelos G. Kolias, Hadie Adams, Peter J. A. Hutchinson, Michael P. F. Sutcliffe: Modelling of Brain Deformation After Decompressive Craniectomy - Annals of Biomedical Engineering, 2016
[2] Hans von Holst and Svein Kleiven: The Non Invasive Brain Injury Evaluation, NIBIE – A New Image Technology for Studying the Mechanical Consequences of Traumatic Brain Injury - Intech, 2014
