Regisztráció és bejelentkezés

Agyműtét Végeselemes Modellezése

A társadalomban bekövetkező egészségkárosodás és halálozás rendkívül sok esetben traumás agyi sérülésekre vezethető vissza. A különböző fejsérülések az agyszövet megduzzadását idézhetik elő, melynek hatására megnövekszik a koponyaűri nyomás, amely súlyos neurológiai károkat és halált okozhat, ezért a klinikai kezelés elsődleges célja a nyomás csökkentése. A nyomás csökkentésének egyik gyakran alkalmazott módja az ún. dekompressziv kraniektómia, mely során megnyitják a koponyát és a kemény agyhártyát, hogy az agyszövet a megnyitás helyén kitüremkedve expandálhasson. A nyomás csökkenése ellenére a módszer hatékonysága erősen vitatott, ugyanis a műtét során a szövetek jelentős deformációt szenvednek, ami maradandó károsodáshoz vezethet. A kraniektómia optimális helyét és méretét illetően nincsen egyetértés az idegsebészek között, mely megnehezíti a műtét hatékony alkalmazását, ezért kutatásunk hosszú távú célja a dekompresszív kraniektómia optimalizálása.

Jelen kutatásunkban páciens-specifikus 3D-s végeselemes modelleket készítettünk el, melyeket később a dekompresszív kraniektómia optimalizálására használhatunk. A páciens-specifikus modellek geometriáját a páciensek CT felvételei alapján hoztunk létre, míg az anyagi paramétereket a szakirodalomban szereplő ajánlásoknak megfelelően vettük fel. A modell kalibrálása és validálása korábban végrehajtott kraniektómiák rekonstrukciójával történik, mely során a numerikus szimulációval kapott nyomásértékeket és deformációkat az orvosok által mért értékekkel hasonlítjuk össze.

A modelljeinkkel kapott eredmények kvalitatív elemzése alapján elmondható, hogy az agyszövet alakváltozásainak jellege megfelel a való életben is megfigyelhető deformációnak. A szimulációk eredményeként kapott intrakraniális nyomás nagyságrendje megegyezik a klinikán mért értékekkel, valamint kimutattuk, hogy a kraniektómia pereménél számottevő nyírási szögtorzulások keletkeznek, melyek a műtét során bekövetkező agykárosodás egyik fő kiváltó okának tekinthetők. Eredményeink alapján az itt elkészített és validált modellek fontos szerepet játszhatnak a jövőbeli optimalizálási feladat végrehajtásában, mely során különböző koponyamegnyitásokkal virtuális kísérleteket végzünk, hogy a kapott intrakraniális nyomást és nyírási szögtorzulásokat minimalizáljuk.

szerzők

  • Varga Annamária
    Építőmérnöki szak (műszaki alapdiploma BSc szint)
    alapképzés (BA/BSc)
  • Nagy Eszter
    Építőmérnöki szak (műszaki alapdiploma BSc szint)
    alapképzés (BA/BSc)

konzulensek

  • Dr. Bojtár Imre
    Egyetemi tanár, Tartószerkezetek Mechanikája Tanszék
  • Hazay Máté
    PhD hallgató, Tartószerkezetek Mechanikája Tanszék