Hehnel N., Kawlewska E., Wolański W., Ćmiel

Nikola HEHNEL, SKN Biomechatroniki „Biokreatywni”, Politechnika Śląska, Zabrze
Edyta KAWLEWSKA, Wojciech WOLAŃSKI, Katedra Biomechatroniki, Wydział
Inżynierii Biomedycznej, Politechnika Śląska, Zabrze
Bożena GZIK-ZROSKA, Katedra Biomateriałów i Inżynierii Wyrobów Medycznych,
Politechnika Śląska, Zabrze
Karolina ĆMIEL-SMORZYK, Wojciech KASPERA, Katedra i Kliniczny Oddział
Neurochirurgii, Śląski Uniwersytet Medyczny, Wojewódzki Szpital Specjalistyczny im.
św. Barbary, Sosnowiec
ANALIZA MORFOMETRYCZNA NACZYŃ TĘTNICZYCH
MORPHOMETRICAL ANALYSIS OF ARTERIES
Słowa kluczowe: geometria tętnic, analiza kątów i pól przekrojów tętnic.
1. WSTĘP
Jednym w poważniejszych schorzeń, występującym u aż 10% populacji, w każdym wieku,
jest tętniak. Dotychczas nie pojawiły się żadne metody, które umożliwiałyby przewidywanie,
które patologie stwarzają większe ryzyko pęknięcia. Powstawanie, rozwój i uszkodzenie
tętniaka nie są do końca znane [1, 3], dlatego ważne jest pogłębianie wiedzy na temat
czynników ryzyka powodujących inicjację, rozwój i uszkodzenie tętniaków. Badania
morfometryczne tętnic mogą przynieść istotne informacje uzupełniające wiedzę dotycząca
przyczyn powstawania i prognozowania zmian w naczyniach mózgowych.
2. MATERIAŁ I METODA
Celem badań była ocena parametrów morfometrycznych tętnic mózgowych pod kątem
występowania anomalii w postaci tętniaków. Przeprowadzono pomiary morfometryczne
tętnic na grupie 48 osób zdrowych oraz 24 pacjentów z tętniakiem. Analiza została wykonana
na podstawie modeli 3D tętnic mózgowych, uzyskanych na drodze segmentacji danych
angiograficznych w programie Mimics. Obiektem badań była tętnica środkowa mózgowa
w miejscu podziału na tętnicę czołową i skroniową. Analizie poddano podstawowe parametry
[2, 4]: pole przekroju tętnic oraz kąty pomiędzy tętnicą szyjną, czołową i skroniową (rys. 1).
P1 –przekrój tętnicy środkowej mózgu
P2 –przekrój tętnicy czołowej
P3 – przekrój tętnicy skroniowej
α – kąt bifurkacji
β – kąt pomiędzy tętnicą środkową i tętnicą czołową
γ– kąt pomiędzy tętnicą środkową i tętnicą skroniową
Rys. 1. Analizowane parametry morfologiczne tętnicy środkowej w miejscu rozgałęzienia na tętnicę
czołową i skroniową
XIII Konferencja Naukowa Majówka Młodych Biomechaników im. prof. Dagmary Tejszerskiej
s. 54
3. WYNIKI
Na podstawie przeprowadzonych badań wyznaczono wartości pola przekroju tętnic
w wybranych punktach oraz odpowiednie kąty pomiędzy nimi. W kolejnym etapie
przystąpiono do interpretacji wyników, która obejmowała porównanie uzyskanych wartości
między grupą kontrolną a badawczą, mające na celu wyznaczenie czynników znamiennych
dla występowania tętniaka. Przeprowadzono również podstawową analizę statystyczną
rozkładów wartości parametrów dla każdej grupy, w celu sprawdzenia zależności
występujących pomiędzy zmiennymi w danej grupie. Przykładowe wykresy przedstawione
zostały na rys. 2.
a)
b)
Rys.2. Porównanie wartości parametrów morfologicznych tętnic zdrowych i z tętniakiem a) średnie
wartości pola przekroju tętnicy środkowej, b) średnie wartości kąta β
4. PODSUMOWANIE
Analiza uzyskanych wyników ukazała różnice pomiędzy badanymi tętnicami
prawidłowymi i patologicznymi. W przypadku pól przekroju wyższe wartości zostały
uzyskane dla tętnic patologicznych, z kolei dla kątów sytuacja jest zróżnicowana, ponieważ
kąt α przyjmuje wyższe wartości dla tętnic z tętniakiem, natomiast kąty β i γ są większe dla
tętnic prawidłowych. Należy jednak zwrócić uwagę na znaczne odchylenia standardowe SD,
zarówno w przypadku analizowanych pól jak i kątów. Duże SD powoduje, że stosunkowo
trudno jest jednoznacznie określić czynniki, które mogłyby stanowić przesłanki dla
powstawania tętniaka mózgu. Ze względu na zróżnicowanie wyników pomiarów konieczne
jest zatem zindywidualizowane podejście do poszczególnych pacjentów oraz opracowanie
bezwymiarowych wskaźników, które umożliwią przeprowadzenie analizy porównawczej.
Praca została zrealizowana w ramach badań finansowanych przez Narodowe Centrum Badań
i Rozwoju w ramach projektu badawczego nr 07/030/PBS15/2004
LITERATURA
[1] Ingebrigtsen T., Morgan M. K., Faulder K., Ingebrigtsen L., Sparr T., Schirmer H.:
Bifurcation geometry and the presence of cerebral artery aneurysms, Journal of
Neurosurgery, nr 101, 2004, pp. 108-113.
[2] Narkiewicz O., Moryś J., Neuroanatomia czynnościowa i kliniczna, Wydawnictwo
PZWL, 2001.
[3] Sadasivan C., Fiorell D. J., Woo H. H., Lieber B. B.: Physical factors effecting cerebral
aneurysm pathophysiology, Annals of Biomedical Engineering, Vol. 41(7), 2013, pp.
1347-1365.
[4] Stijntje A., Bor E., Velthuis B. K., Majoie C. B., Rinkel G. J. E.: Configuration of
intracranial arteries and development of aneurysms, Neurology, Vol. 70, 2008, p. 700705.