Radiology, nuclear medicine and imaging, radiation therapy (Council of Medical and Biological Sciences)
60 %
Ortelius classification: Radiology
Neurology, cerebrovascular disorders, psychiatry and mental health (Council of Medical and Biological Sciences)
40 %
Ortelius classification: Neurology
Panel
Clinical Medicine
Department or equivalent
Országos Klinikai Idegtudományi Intézet (National Institute of Neurosurgery)
Participants
Berentei, Zsolt Bojtár, Imre Marosfői, Miklós Nasztanovics, Ferenc
Starting date
2008-04-01
Closing date
2011-12-31
Funding (in million HUF)
17.845
FTE (full time equivalent)
0.87
state
closed project
Summary in Hungarian
A vizsgálat célja, hogy összefüggést keressen a vérzéses stroke egyik leggyakoribb okát jelentő koponyaűri aneurysmák külső környezete és belső áramlási viszonyai között. A vizsgálat kevéssé invaziv diagnosztikus módszereket alkalmaz és fejleszt tovább, úgyismint mágneses resonanciás ciszternográfia és angiográfia, valamint számítógépes áramlás szimuláció. A várható eredmények jelentősen javíthatják a kórfolyamat megértését továbbá a pillanatnyilag még tünetmentes, de potenciálisan veszélyes aneurysmák képalkotó vizsgálatának prognosztikai értékét. Ezek az elváltozások akár egy életen keresztül is ártalmatlanok maradhatnak, de ugyanakkor életveszélyes agyvérzés forrásaivá is válhatnak. A kutatás várható eredményei az ilyen vérzés megelőzését szolgáló, de önmagában sem veszélytelen műtéti kezelés indikációját pontosabbá tehetik, ezáltal megkímélve a beteget felesleges kockázatoktól, a betegellátó rendszert pedig elkerülhető költségektől.
Summary
This study attempts to establish relationship between the surrounding microanatomy and the internal flow dynamics of intracranial aneurysms, a major cause of hemorrhagic stroke. The study will apply and further develop non-invasive imaging techniques, such as magnetic resonance imaging, magnetic resonance cisternography and angiography and computer flow simulation. The expected results will add to the understanding of the disease process, and improve the prognostic value of imaging investigations of such clinically silent, but potentially dangerous intracranial vascular lesions that may remain harmless throughout the lifespan, but can result in deadly complication, such as hemorrhagic stroke. Based on these results, the indication protocol of invasive preventive surgery could be made more accurate sparing unnecessary surgical risks to the patients and saving significant avoidable costs to the health care system.
Final report
Results in Hungarian
Áramlás szimulációval emberi angiogrammokon kimutattuk, hogy az érfalon fellépő magas nyírófeszültség és magas térbeli nyírófeszültség gradiens együttes előfordulása szerepet játszik aneurysmák kialakulásában. Módszert fejlesztettünk ki nagyfelbontású MR, 3D angiográfia és ezek képfúziója valamint számítógépes áramlásszimuláció kombinációjával, mely alkalmas agyi aneurysmák morfológiája és áramlási viszonyai összefüggésének tanulmányozására. Kimutattuk, hogy az aneurysmazsák egyenetlenségei külső képletek kompressziója nélkül is létrejöhetnek a fal mechanikai inhomogenitása miatt. Ezek az egyenetlenségek a zsák méretével és eredési szögével együtt vezethetnek magasabb terhelést jelentő áramlási mintákhoz, mint complex örvény- és sugáráramlás. A méret mellett az eredési szög és az alaktani szabálytalanságok is fokozhatják a vérzési kockázatot, amit a kezelési indikációnál célszerű figyelembe venni. Áramlás szimulációval bizonyítottuk, hogy az aneurysmafalat terhelő nyírófeszültséget áramlásmódosító eszközökkel eredményesen lehet csökkenteni. Módszert dolgoztunk ki az áramlásterelők áramlási ellenállásának mérésére, és ennek segítségével hatásuk porozus anyag szimulációjára, ami segíti a kezelés pontosabb tervezését. Klinikai vizsgálattal bizonyítottuk, hogy az áramlásmódosítás egyébként nehezen kezelhető aneurysmák tartós és eredményes gyógyítására alkalmas.
Results in English
Using Computational Fluid Dynamics (CFD), we proved on human angiograms that High Wall Shear Stress (WSS) and high Spatial Wall Shear Stress Gradient (SWSSG) acting simultaneously on the vessel wall may play a role in aneurysm initiation. We developed a technique combining high resolution MR, 3D angiography and their fusion together with CFD that is capable of demonstrating relationships between aneurysm morphology and flow dynamics. This study demonstrated that morphological irregularities of aneurysm sacs may develop without any compression by an outer anatomical structure and might be related to mechanical inhomogeneity of the aneurysm wall. Such irregularities together with the size and angle of the aneurysm mas result in flow patterns with a high dynamic load on the aneurysm wall, such as complex vortex and jet flow. Subsequently, besides of the size, aneurysm angle and morphology may impact rupture risk and should be considered while indicating preventive treatment. Using CFD we proved that the WSS load on the aneurysm wall can be successfully reduced using Flow Diverters (FD). We developed a technique to measure FD resistance and simulating FD effect by the porous material method. This helps accurate treatment planning. By clinical study, we proved that the FD technique is capable of effective and permanent treatment of aneurysms otherwise difficult or impossible to treat.
Istvan Szikora, Gyorgy Paal, Adam Ugron, Ferenc Nasztanovics, Miklos Marosfoi, Zsolt Berentei, Zsolt Kulcsar, Wickly Lee, Imre Bojtar, Istvan Nyary: Impact of aneurysmal geometry on intra-aneurysmal flow: a computerized flow simulation study, Neuroradiology, 2008
I. Szikora, P.K. Nelson, Z. Berentei, Z. Kulcsar. M. Marosfoi, A. Berez: The Potential of Flow Modification in the Treatment of Intracranial Aneurysms, Interventional Neuroradiology, 2008
Szikora István, Berentei Zsolt, Marosfői Miklós, Kulcsár Zsolt, Gubucz István: Intracraniális éranomáliák korszerű neurointervenciós kezelése, Clinical Neuroscience/Ideggyógyászati Szemle, 2009
Ádám UGRON, Imre BOJTÁR, István SZIKORA, György PAÁL: A STUDY ON THE BOUNDARY CONDITIONS OF HEMODYNAMIC SIMULATIONS, Proceedings, Conference on Modelling Fluid Flow (CMFF’09) The 14th International Conference on Fluid Flow Technologies Budapest, Hungary, September 9-12, 2009, 2009
D Fiorella, P Lylyk, I Szikora,, M E Kelly, F C Albuquerque, C G McDougall, P K Nelson: Curative cerebrovascular reconstruction with the Pipeline embolization device: the emergence of definitive endovascular therapy for intracranial aneurysms, J NeuroInterv Surg 2009;1:56–65 doi:10.1136/jnis.2009.000083, 2009
Z. KULCSÁR*, Z. BERENTEI, M. MAROSFÖI, J.VAJDA, I. SZIKORA: Thromboembolic Complication Induced Stable Occlusion of a Ruptured Basilar Tip Aneurysm, Interventional Neuroradiology 16: 83-88, 2010, 2010
Szikora, I,Marosfői M, Ugroon Á, Várallyai Gy, Paál Gy, Berentei Zs, Gubucz I: The effect of anatomical environment on aneurysm shape and intraaneurysmal flow pattern, Interventional Neuroradiology, 2011. 17(Suppl 1)., 2011
Events of the project
2021-07-07 11:09:30
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: (Országos Mentális, Ideggyógyászati és Idegsebészeti Intézet), Új kutatóhely: Országos Klinikai Idegtudományi Intézet (Országos Mentális, Ideggyógyászati és Idegsebészeti Intézet).
