Miażdżyca jest częstą przyczyną śmierci w krajach rozwiniętych. Aby wyjaśnić patobiologię choroby i leżące u jej podstaw procesy biologiczne, europejscy naukowcy stworzyli zintegrowany plan modelu obliczeniowego.
Miażdżyca to schorzenie polegające na grubieniu ścian tętnic w związku z odkładaniem się płytki i gromadzeniem się białych krwinek. Schorzenie to wpływa na przepływ krwi i modyfikuje oddziaływanie jej składników ze zdeformowanymi tętnicami. Pomimo znajomości licznych parametrów wpływających na formowanie ogniska miażdżycowego, takich jak stężenie LDL, brakuje nam zintegrowanego modelu dynamiki przepływu krwi i mechaniki ściany tętnicy.
W tym kontekście, naukowcy z finansowanego przez UE projektu ICOMATH (Integrated computational model framework for the study of atherosclerosis) zaproponowali plan modelu obliczeniowego, który integrowałby te parametry, aby badać rozwój miażdżycy. Skupiając się na transporcie LDL, zamierzali opisać biologiczne zdarzenia wywołujące początek i progresję miażdżycy.
Oceniano moc akustyczną promieniowania ultradźwiękowego i bazującą na naprężeniu stycznym elastografię pod kątem wykorzystania do badań lepkosprężystego zachowania ścian tętnic oraz rozróżnienia między prawidłowymi i zwapniałymi tętnicami. Naukowcy wykorzystali model teoretyczny do badania profilu mocy promieniowania i uzyskali wystarczającą rozdzielczość przestrzenną. Metoda ta wyraźnie ulepszyła ocenę lokalnych właściwości lepkosprężystych ścian tętnic.
W innej części projektu naukowcy stworzyli trójwymiarowy model bazujący na metodzie elementów skończonych (FEM) do badań rozchodzenia się fal poprzecznych w ośrodku lepkosprężystym. Jednocześnie ulepszone algorytmy bazujące na częstotliwości umożliwiły redukcję szumu w badaniach właściwości lepkosprężystych ścian tętnic. Ten sam model umożliwił też badanie i przewidywanie rozwoju płytki miażdżycowej.
Reasumując, implementacja modelu ICOMATH może prowadzić do dokładniejszego przewidywania potencjalnych miejsc formowania płytki. Umożliwi to właściwe leczenie i monitorowanie poszczególnych pacjentów.
