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新聞資訊

來源:埃因霍芬理工大學(Eindhoven University of Technology)

冠狀動脈為心肌供血。這里的阻塞會導致嚴重的健康問題,如胸痛和心力衰竭。治療方法包括在球囊將動脈從內部推開后放置支架,或者進行動脈搭橋手術。醫生很難預測這兩種療法中哪一種最適合特定患者。TU/e的生物醫學工程師因此開發了一種計算機模型,允許醫生對這兩種療法進行虛擬測試,從而制定出更有針對性的治療計劃。

這就是未來的現實:在醫院工作的工程師和使用數學模型的醫生。TU/e研究人員Frans van de Vosse和來自埃因霍芬Catharina醫院的心臟病專家等人,多年來一直在成功地合作來改善病人的護理。這也適用于冠狀動脈的收縮。范德沃斯開發了一個模型,能夠估計各種治療的后果。一個新的衍生產品AngioSupport現在把這個模型從大學帶到了臨床。

PDEng學員Bettine van Willigen和Tim van den Boom都畢業于van de Vosse group,他們將成為這家分拆公司的兩位創始人。他們與埃因霍芬的Catharina醫院密切合作,測試他們的模型。衍生產品為這家醫院的每一位冠狀動脈阻塞患者生成了一個計算機模型。醫生實際上可以用這個模型來測試他的治療方法。這樣他就能在幾秒鐘內看到每次治療的結果。這對選擇正確的治療方法有很大幫助。最近,新世界衛生組織獲得了5萬歐元的AngioSupport起飛補貼,目前正在進行一項可行性研究,以使該產品更好地進入市場。

工程師對人體的看法

數學模型在醫學中的應用是非常特殊的。傳統上,醫學利用人口研究的結果,病人的醫療數據和醫生的經驗來做出決定。它們共同決定了個體患者最理想的治療方法。然而,近年來,基于已證明的物理定律的數學模型對醫生來說是非常有價值和可靠的來源。

像Van de Vosse這樣的工程師多年來一直在使用模型來確定過程或設計的未來行為。他們分析了這個過程,以及影響它的外部因素,并把這些放在一個計算機模型中,讓他們對這個過程的功能有一個清晰的了解。通過這種方法,工程師們可以快速計算出具有許多影響因素的復雜系統,并學會通過轉動旋鈕來影響系統。該模型計算未來的行為,并學會適應外部影響因素。通過添加當前的測量作為輸入,可以清楚地看出哪些(醫學)干預措施會導致心血管系統的預期行為。這種動態優化過程的過程稱為模型預測控制或醫學干預模型預測決策支持。

埃因霍芬理工大學在心血管疾病的診斷和治療方面尤為成功。這些工程模型已經被心臟病專家所接受,并已應用于臨床實踐。以預測動脈瘤破裂的模型為例,對動脈瘤破裂進行預測。

埃因霍芬理工大學與醫療合作伙伴之間的緊密合作

Van de Vosse的大學生涯致力于在臨床實踐中成功地引入預測模型。在醫生的決策中使用這些模型需要在醫學和工程科學之間進行深入的跨學科研究和開發。為此,范德沃斯與卡特里娜醫院和埃因霍溫的馬西馬醫療中心的專家建立了強有力的聯系。他還與國際財團的臨床、工業和科學合作伙伴合作。

強有力的合作和扎實的分步計劃使這項研究如此成功。合作伙伴正共同制定一個完整的逐步計劃,以實現臨床應用。他們要經歷模型開發、驗證和特征化,根據臨床患者的具體輸入進行實施,從醫學協議和醫學倫理方面進行介紹,并對模型中的不確定性進行優化和個性化處理。最終導致對該模型的使用進行廣泛的測試,之后可以進行臨床應用認證。

原文網址:https://www.tue.nl/en/news/news-overview/29-06-2020-mathematical-model-enables-more-effective-treatment-in-coronary-artery-obstructions-in-the-heart/

聲明:本文由 Newfellow 編譯,中文內容僅供參考,一切內容以英文原版為準。


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