Новая модель рассчитала прочность бляшек в сосудах
Ученые построили компьютерную модель и смогли оценить все силы, действующие на атеросклеротическую бляшку в коронарной артерии. Это поможет определять риски ее разрыва и выбирать адекватную терапию
Атеросклеротические бляшки, которые закупоривают сосуды и нередко становятся причиной смерти, состоят из слоя волокнистой соединительной ткани (фиброзного колпачка), покрывающего ядро из молекул жиров. Бляшку можно разрушить, если приложить к ней силы, превышающие ее прочность на растяжение. Однако силы, задействованные в процессе разрушения бляшки, оставались не до конца понятными.
В новом исследовании ученые объединили оптическую когерентную томографию высокого разрешения (ОКТ) с исследованием методом конечных элементов, чтобы смоделировать распределение напряжений внутри стенки артерии. Авторы получили ОКТ-изображения от 20 пациентов с сахарным диабетом 2 типа и ишемической болезнью сердца. У всех пациентов ученые наблюдали бляшки в коронарных артериях. В каждом случае исследователи анализировали максимальное напряжение как в фиброзном колпачке, так и в бляшке в целом.
Физики обнаружили, что в нестабильных бляшках напряжение в среднем в 4 раза выше по сравнению со стабильными. Более того, 50% разрывов произошли в непосредственной близости от мест с самым высоким напряжением. Эта пространственная корреляция показывает не только что высокие напряжения играют важную роль в разрыве бляшки, но и что на характер напряжения влияет морфология бляшки. И дело не только в местоположении — модель ученых также может оценить силу, необходимую для разрушения колпачка.
Подход исследователей показывает отличный потенциал для клинического применения. Его более диагностическая эффективность выше, чем у чистого анализа методом конечных элементов. В будущем ученые хотят протестировать свой метод на большем количестве пациентов и попробовать автоматизировать его.
Работа опубликована в журнале eLife.
