Caracterización morfológica y estudio de la hemodinámica de aneurismas cerebrales humanos mediante simulaciones computacionales

Abstract

Los aneurismas cerebrales son patologías que consisten en dilataciones localizadas de las arterias cerebrales. En algunos casos son asintomáticos, y en otros, sufren ruptura ocasionando hemorragia subaracnoidea pudiendo provocar la muerte. Los avances tecnológicos han permitido su detección temprana. No obstante, dada la poca comprensión existente respecto a la posibilidad de ruptura, el tratamiento preferido sigue siendo la cirugía, la cual es de gran riesgo para el paciente. Por lo tanto, un mejor entendimiento de los aneurismas cerebrales permitiría tratar sólo aquellos que realmente comprometen la salud de la persona. En la última década se han identificado la morfología y la hemodinámica como factores relevantes en el desarrollo y ruptura de los aneurismas cerebrales. Este trabajo profundiza en la materia por medio de la caracterización morfológica y hemodinámica de 71 aneurismas cerebrales de pacientes específicos. Los análisis son llevados a cabo haciendo uso de imágenes médicas y fluidodinámica computacional. El objetivo es determinar un modelo estadístico que permita evaluar el riesgo de ruptura de un aneurisma cerebral. En la primera parte se estudia el efecto de la reología de la sangre en los esfuerzos de corte en el aneurisma. Los resultados revelan que el modelo newtoniano y el modelo de Casson entregan valores similares. Sin embargo, en las zonas de baja circulación de la sangre, los valores difieren, provocando que la reología newtoniana subestime los esfuerzos de corte. Por lo tanto, se recomienda emplear el modelo de Casson en las caracterizaciones hemodinámicas. Durante la segunda parte se calculan un total de 9 parámetros morfológicos y 6 parámetros hemodinámicos sobre 71 aneurismas cerebrales (36 no rotos, 35 rotos). A través de estadística inferencial y las curvas características del receptor se determinan la razón de tamaño, el esfuerzo de corte de pared diastólico, el esfuerzo de corte de pared sistólico y el tiempo de residencia relativo como los parámetros que mejor discriminan el riesgo de ruptura. De manera interesante, la regresión logística multivariada revela que la combinación de la razón de tamaño y el esfuerzo de corte de pared diastólico son un mejor predictor de la probabilidad de ruptura. De aquí se concluye que un enfoque morfológico-hemodinámico es crucial para mejorar el diagnóstico y tratamiento de los aneurismas cerebrales.