Εκτίμηση κινδύνου εμφάνισης φλεβικού θρομβοεμβολικού επεισοδίου σε μετεγχειρητικούς ασθενείς με χρήση μοντέλου προσομοίωσης πηκτικού μηχανισμού
Creators: name: Μπερδέσης, Αριστομένης Ιωάννη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2018
Subjects: Φλεβική θρομβοεμβολή
Υπολογιστική προσομοίωση
Πήξη αίματος
Μηχανική αντοχή θρόμβου
Venous thromboembolism (VTE)
Computational simulation
Blood coagulation
Clot mechanical strength

description: Η φλεβική θρομβοεμβολική νόσος (ΦΘΕ) αποτελεί μια από τις σημαντικότερες επιπλοκές νοσηλείας ασθενών ιδιαιτέρως κατά την άμεση μετεγχειρητική περίοδο και δύναται να οδηγήσει στο θάνατο του ασθενούς αρκετά συχνά χωρίς προειδοποιητική συμπτωματολογία. Βασικά εργαλεία εκτίμησης του κινδύνου ΦΘΕ αποτελούν η κλινική εμπειρία, οι γενικές κατευθυντήριες οδηγίες και οι στατιστικές κλίμακες/κριτήρια (Well’s, Caprini κ.α.). Σκοπός της εργασίας αποτελεί η μελέτη μιας εναλλακτικής μεθόδου εκτίμησης του κινδύνου εμφάνισης ΦΒΕ μέσω υπολογιστικής προσομοίωσης του μηχανισμού πήξης αίματος προσαρμοσμένης στις ατομικές κλινικοεργαστηριακές μεταβλητές των ασθενών. Η ανάπτυξη εν τω βάθει φλεβική θρόμβωσης ως κύρια πηγή παραγωγής εμβόλων προσομοιώνεται με υπολογιστική ανάλυση της παθοφυσιολογίας της νόσου σε τρία επίπεδα: ρεολογικό, πήξης και κυττάρων (πολυεπίπεδη ανάλυση). Οι παραγόμενες πληροφορίες σχετικά με α) την αιματική ροή, β) τη μεταβολή και κατανομή χημικών συγκεντρώσεων των πηκτικών παραγόντων και αναστολέων, καθώς και περί γ) της κυτταρικής σύνθεσης του θρόμβου χρησιμοποιούνται μετέπειτα στη μελέτη της μηχανικής αντοχής του θρόμβου. Λαμβάνοντας υπόψη την πυκνότητα του δικτύου ινικής και τις τοπικές μεταβολές κατανομής τάσεων που προκαλούνται από τα εγκλωβισμένα στο θρόμβο ερυθροκύτταρα ο συνολικός αλγόριθμος υπολογίζει την εκτιμωμένη πιθανότητα πνευμονικής εμβολής, όπως αυτή βασίζεται στο μέγεθος των θραυσμάτων του θρόμβου και στην επάρκεια των αντιπηκτικών και ινωδολυτικών φυσιολογικών μηχανισμών του ασθενούς. Το προτεινόμενο σύστημα παραμετροποιείται χρησιμοποιώντας μεταβλητές όπως ο αιματοκρίτης, το ιξώδες του πλάσματος ή οι συγκεντρώσεις των πηκτικών παραγόντων, οι οποίες καθορίζουν το «πηκτικό» προφίλ του ασθενούς. Η εφαρμογή ενός τέτοιου μοντέλου θα αποτελούσε ένα ιδανικό εργαλείο τόσο στην κλινική πράξη για την εξατομικευμένη εκτίμηση του κινδύνου ΦΒΕ, όσο και στην έρευνα για την εκ των προτέρων αξιολόγηση στατιστικών υποθέσεων παθοφυσιολογίας της νόσου.
description: Venous thromboembolism (VTE) is among the most common complications of hospitalized patients, especially during the postoperative period, which can lead to patient’s death even without early warning symptoms. Nowadays, the assessment of VTE risk relies mostly on clinical experience, general medical guidelines and prediction rule scoring such as Well’s criteria, Caprini scale etc. The aim of this thesis is to propose an alternative method of VTE risk assessment by using a computational model of blood clotting based on patient’s clinical and laboratory variables. Deep vein thrombosis (DVT) is considered to be the main source of emboli. In this thesis DVT pathophysiology is analysed at three different scales: rheological, coagulation’s and cellular (multiscale analysis). Flow velocity fields’ values, changes of coagulation factors’ and inhibitors’ chemical concentration due to diffusion and enzymatic reactions, as well as cellular composition of thrombus are used to feed clot’s mechanical strength analysis algorithm with proper data. Taking into account the density of clot’s fibrin network and the local displacements of mechanical stress due to trapped erythrocytes presence, the likelihood of pulmonary embolism is calculated as a function of thrombus fraction’s size (if created) and the competence of physiological anticoagulants and fibrinolytic mechanism. The proposed model uses hematocrit, plasma viscosity, coagulation factors’ chemical concentration values and other laboratory parameters as independent variables, which determine patient’s “blood coagulative” profile. This model could become a useful tool for personalized VTE risk assessment in daily clinical practice. It could also be used for the prediction and assessment of relevant to VTE pathophysiology statistical hypotheses’ outcomes.