心臟直視手術(shù)的數(shù)學(xué)模擬技術(shù)為醫(yī)療行業(yè)帶了便捷

（文章來源：攜手健康網(wǎng)）

沒有人可以否認(rèn)心臟直視手術(shù)是造血術(shù)，它是使心臟暴露在外并且使血液繞過心臟的外科手術(shù)。接受心臟外科手術(shù)的所有患者中，幾乎有三分之一經(jīng)歷了腎衰竭，但對于為什么會(huì)發(fā)生腎臟損傷或如何預(yù)防它知之甚少。

現(xiàn)在，美國和澳大利亞的一個(gè)研究人員小組首次使用數(shù)學(xué)模型來研究腎臟損傷的原因，該數(shù)學(xué)模型可模擬典型的心臟直視手術(shù)及其對大鼠腎臟的影響。該模型使用算法模擬通過腎臟內(nèi)部和外部區(qū)域以及輸尿管(輸尿管將尿液輸送到膀胱)的液體運(yùn)輸。

該模型顯示，在手術(shù)過程中，腎臟某些子區(qū)域內(nèi)的氧氣量下降到臨界水平。低氧水平使該區(qū)域易發(fā)生缺氧，如果不加以控制，可能會(huì)損害腎臟。美國國家數(shù)學(xué)與生物綜合研究所的主要作者，博士后研究員Ioannis Sgouralis解釋說：“有了數(shù)學(xué)模型，我們基本上可以避免與現(xiàn)實(shí)生活模型相關(guān)的任何實(shí)驗(yàn)和臨床限制?！?/p>

研究人員指出，當(dāng)然，在這項(xiàng)研究中，大鼠模型所做的預(yù)測與人類的測量之間存在實(shí)質(zhì)性差異。然而，實(shí)際上，哺乳動(dòng)物腎臟的所有數(shù)學(xué)模型都是基于大鼠腎臟而非人類的，因?yàn)榕c大鼠相比，人類腎臟缺乏數(shù)據(jù)。然而，該研究的合著者，澳大利亞莫納什生物醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)研究所的生理學(xué)副教授羅杰·埃文斯指出，大鼠腎臟模型作為了解人類患者所患疾病的窗口已被證明是有用的。

埃文斯說：“該模型對腎臟何時(shí)以及何時(shí)容易發(fā)生缺氧的預(yù)測與我們最近在開胸手術(shù)中對人類患者的觀察非常一致?！痹撗芯恐械哪Ｐ褪仟?dú)特的，因?yàn)橐郧吧形赐瓿蛇^心臟手術(shù)中對大鼠腎臟的影響的數(shù)學(xué)模型。盡管近十年來旁路技術(shù)取得了長足的進(jìn)步，但與急性腎功能衰竭相關(guān)的患者死亡率和發(fā)病率并未發(fā)生明顯變化。當(dāng)前，沒有任何一種醫(yī)學(xué)策略能夠最終顯示出其在旁路手術(shù)后預(yù)防腎損傷的能力。

Sgouralis補(bǔ)充說，知道為什么會(huì)發(fā)生腎衰竭可以幫助醫(yī)生預(yù)防它的發(fā)生。
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