Применение математического моделирования для оценки результатов формирования системно-легочных анастомозов


Полный текст:

PDF


Аннотация


Хирургическое лечение врожденных пороков сердца с обструкцией выводного тракта правого желудочка может осуществляться в несколько этапов. Первый этап хирургической коррекции — это создание системно-легочного анастомоза с последующей радикальной коррекцией. Основные осложнения системно-легочных анастомозов обычно связаны с развитием тромбоза шунта и гиперволемией малого круга кровообращения. В настоящее время с учетом важности индивидуального подбора шунта для обеспечения эффективного функционирования основной научный поиск направлен на создание оптимальных методик, которые будут предусматривать все гемодинамические особенности конкретного пациента. Также активно развивается направление математического моделирования и биомеханического анализа в медицине, которое позволяет объективизировать накопленный клинический опыт, что является одним из основных инструментов в доказательной медицине. Применение методов вычислительной гидродинамики для анализа использования модифицированного шунта Блэлока – Тауссига позволяет оценить гемодинамические параметры для различных конфигураций шунтов и углов анастомоза и улучшить понимание патофизиологических процессов в сердечно-сосудистой системе до/после установки модифицированного шунта Блэлока – Тауссига. В данной статье приведен обзор работ, касающихся применения моделирования для расчетов течений крови в системе «аорта – шунт – легочная артерия». Следует отметить, что большинство работ учитывают персонализированные особенности пациентов, следовательно, имеют высокую вероятность использования в клинической практике. Также в работе приведены основные гемодинамические параметры, которые анализируются в результате компьютерных расчетов. Часть работы посвящена этапам компьютерного моделирования и ограничениям при реализации данных этапов. 

Поступила в редакцию 25 февраля 2020 г. Исправлена 24 марта 2020 г. Принята к печати 25 марта 2020 г.

Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Финансирование
Работа выполнена в рамках реализации программы развития Научно-образовательного математического центра Приволжского федерального округа, соглашение № 075-02-2020-1478, и при поддержке гранта на развитие научной школы Пермского края «Компьютерная биомеханика и цифровые технологии в биомедицине».

Вклад авторов
Концепция и дизайн: Ю.С. Синельников, В.Б. Арутюнян, А.А. Породиков, А.Н. Биянов, А.Г. Кучумов, В.С. Туктамышев, М.И. Шмурак, А.Р. Хайрулин
Написание статьи: А.А. Породиков, А.Н. Биянов, А.Г. Кучумов
Исправление статьи: А.Н. Биянов, А.Г. Кучумов
Утверждение окончательной версии: все авторы


Ю. С. Синельников
https://orcid.org/0000-0002-6819-2980
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Федеральный центр сердечно-сосудистой хирургии имени С.Г. Суханова» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Пермь
Россия

В. Б. Арутюнян
https://orcid.org/0000-0002-1730-9050
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Федеральный центр сердечно-сосудистой хирургии имени С.Г. Суханова» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Пермь
Россия

А. А. Породиков
https://orcid.org/0000-0003-3624-3226
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Федеральный центр сердечно-сосудистой хирургии имени С.Г. Суханова» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Пермь
Россия

А. Н. Биянов
https://orcid.org/0000-0002-9314-3558
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Пермь
Россия

В. С. Туктамышев
https://orcid.org/0000-0002-3994-0388
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет», Пермь
Россия

М. И. Шмурак
https://orcid.org/0000-0001-8060-7643
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет», Пермь
Россия

А. Р. Хайрулин
https://orcid.org/0000-0002-7506-5568
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет», Пермь
Россия

А. Г. Кучумов
https://orcid.org/0000-0002-0466-175X
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет», Пермь; Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Казанский (Приволжский) федеральный университет», Казань
Россия

Литература


    1. Driscoll D.J., Michels V.V., Gersony W.M., Hayes C.J., Keane J.F., Kidd L., Pieroni D.R.,  Rings L.J., Wolfe R.R., Weidman W.H. Occurrence risk for congenital heart defects in relatives of patients with aortic stenosis, pulmonary stenosis, or ventricular septal defect. Circulation. 1993;87(2 Suppl):I114-I120. PMID: 8425317.
    2. McKenzie E.D., Khan M.S., Samayoa A.X., Vener D.S., Ishak Y.M., Santos A.B., Heinle J.S., Fraser C.D. Jr. The Blalock-Taussig shunt revisited: a contemporary experience. J Am Coll Surg. 2013;216(4):699-704. PMID: 23415555. https://doi.org/10.1016/j.jamcollsurg.2012.12.027 
    3. Williams J.A., Bansal A.K., Kim B.J., Nwakanma L.U., Patel N.D., Seth A.K., Alejo D.E., Gott V.L., Vricella L.A., Baumgartner W.A., Cameron D.E.. Two thousand Blalock-Taussig shunts: a six-decade experience. Ann Thorac Surg. 2007;84(6):2070-2075. PMID: 18036938. https://doi.org/10.1016/j.athoracsur.2007.06.067 
    4. Moulton A.L., Brenner J.I., Ringel R., Nordenberg A., Berman M.A., Ali S., Burns J. Classic versus modified Blalock-Taussig shunts in neonates and infants. Circulation. 1985;72(3 Pt 2):II35-II44. PMID: 4028366.
    5. de Leval M.R., McKay R., Jones M., Stark J., Macartney F.J. Modified Blalock-Taussig shunt. Use of subclavian artery orifice as flow regulator in prosthetic systemic-pulmonary artery shunts. Thorac Cardiovasc Surg. 1981;81(1):112-119. PMID: 6450303.
    6. Gold J.P., Violaris K., Engle M.A., Klein A.A., Ehlers K.H., Lang S.J., Levin A.R., Moran F., O'Loughlin J.E., Snyder M.S. A five-year clinical experience with 112 Blalock-Taussig shunts. J Card Surg. 1993;8(1):9-17. PMID: 8422496. https://doi.org/10.1111/j.1540-8191.1993.tb00571.x 
    7. Curzon C.L., Milford-Beland S., Li J.S., O'Brien S.M., Jacobs J.P., Jacobs M.L., Welke K.F., Lodge A.J., Peterson E.D., Jaggers J. Cardiac surgery in infants with low birth weight is associated with increased mortality: analysis of the Society of Thoracic Surgeons Congenital Heart Database. J Thorac Cardiovasc Surg. 2008;135(3):546-551. PMID: 18329467. https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2007.09.068  
    8. Alsoufi B., Gillespie S., Mori M., Clabby M., Kanter K., Kogon B. Factors affecting death and progression towards next stage following modified Blalock-Taussig shunt in neonates. Eur J Cardiothorac Surg. 2016;50(1):169-177. PMID: 26912652. https://doi.org/10.1093/ejcts/ezw017 
    9. Petrucci O., O'Brien S.M., Jacobs M.L., Jacobs J.P., Manning P.B., Eghtesady P. Risk factors for mortality and morbidity after the neonatal Blalock-Taussig shunt procedure. Ann Thorac Surg. 2011;92(2):642-651. PMID: 21550583. https://doi.org/10.1016/j.athoracsur.2011.02.030 
    10. Cao J.Y., Phan K., Ayer J., Celermajer D.S., Winlaw D.S. Long term survival of hypoplastic left heart syndrome infants: Meta-analysis comparing outcomes from the modified Blalock-Taussig shunt and the right ventricle to pulmonary artery shunt. Int J Cardiol. 2018;2541:107-116. PMID: 29407078. https://doi.org/10.1016/j.ijcard.2017.10.040 
    11. Myers J.W., Ghanayem N.S., Cao Y., Simpson P., Trapp K., Mitchell M.E., Tweddell J.S., Woods R.K. Outcomes of systemic to pulmonary artery shunts in patients weighing less than 3 kg: analysis of shunt type, size, and surgical approach. J Thorac Cardiovasc Surg. 2014;147(2):672-677. PMID: 24252942. https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2013.09.055 
    12. Li J.S., Yow E., Berezny K.Y., Rhodes J.F., Bokesch P.M., Charpie J.R., Forbus G.A.,  Mahony L., Boshkov L.,  Lambert V., Bonnet D., Michel-Behnke I., Graham T.P.,  Takahashi M.,  Jaggers J., Califf R.M.,  Rakhit A.,  Fontecave S., Sanders S.P. Clinical outcomes of palliative surgery including a systemic-to-pulmonary artery shunt in infants with cyanotic congenital heart disease: does aspirin make a difference? Circulation. 2007;116(3):293-297. PMID: 17592082. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.106.652172 
    13. Ahmad U., Fatimi S.H., Naqvi I., Atiq M., Moizuddin S.S., Sheikh K.B., Shahbuddin S., Naseem T.M., Javed M.A. Modified Blalock-Taussig shunt: immediate and short-term follow-up results in neonates. Heart Lung Circ. 2008;17(1):54-58. PMID: 17683985. https://doi.org/10.1016/j.hlc.2007.06.003 
    14. Yokota M., Muraoka R., Aoshima M., Nomoto S., Shiraishi Y., Nakano H., Ueda K., et al. Modified Blalock-Taussig shunt following long-term administration of prostaglandin E1 for ductus-dependent neonates with cyanotic congenital heart disease. J Thorac Cardiovasc Surg. 1985;90(3):399-403. PMID: 4033176.
    15. Hanley F.L., Sade R.M., Blackstone E.H., Kirklin J.W., Freedom R.M., Nanda N.C. Outcomes in neonatal pulmonary atresia with intact ventricular septum. A multiinstitutional study. J Thorac Cardiovasc Surg. 1993;105(3):406-243, 424-427. PMID: 8445920.
    16. Hanley F.L., Sade R.M., Freedom R.M., Blackstone E.H., Kirklin J.W. Outcomes in critically ill neonates with pulmonary stenosis and intact ventricular septum: a multiinstitutional study. Congenital Heart Surgeons Society. J Am Coll Cardiol. 1993;22(1):183-192. PMID: 8509540. https://doi.org/10.1016/0735-1097(93)90833-m 
    17. Dave H.H. Modified Blalock-Taussig shunt: simple but unpredictable. Eur J Cardiothorac Surg. 2016;50(1):178-179. PMID: 27032468. https://doi.org/10.1093/ejcts/ezw115 
    18. Shibata M., Itatani K., Oka N., Yoshii T., Nakamura Y., Kitamura T., Horai T., Miyaji K. Optimal graft size of modified Blalock-Taussig shunt for biventricular circulation in neonates and small infants. Int Heart J. 2015;56(5):533-536. PMID: 26370364. https://doi.org/10.1536/ihj.15-042 
    19. Gedicke M., Morgan G., Parry A., Martin R., Tulloh R. Risk factors for acute shunt blockage in children after modified Blalock-Taussig shunt operations. Heart Vessels. 2010;25(5):405-409. PMID: 20676963. https://doi.org/10.1007/s00380-009-1219-1 
    20. Chittithavorn V., Duangpakdee P., Rergkliang C., Pruekprasert N. Risk factors for in-hospital shunt thrombosis and mortality in patients weighing less than 3 kg with functionally univentricular heart undergoing a modified Blalock-Taussig shunt. Interact Cardiovasc Thorac Surg. 2017;25(3):407-413. PMID: 28520941. https://doi.org/10.1093/icvts/ivx147 
    21. Wells W.J., Yu R.J., Batra A.S., Monforte H., Sintek C., Starnes V.A. Obstruction in modified Blalock shunts: a quantitative analysis with clinical correlation. Ann Thorac Surg. 2005;79(6):2072-2076. PMID: 15919312. https://doi.org/10.1016/j.athoracsur.2004.12.050
    22. Bove T., Vandekerckhove K., Panzer J., De Groote K., De Wolf D., François K. Disease-specific outcome analysis of palliation with the modified Blalock-Taussig shunt. World J Pediatr Congenit Heart Surg. 2015;6(1):67-74. PMID: 25548346. https://doi.org/10.1177/2150135114558690 
    23. Deally C., Hancock B.J., Giddins N., Hawkins L., Odim J. Primary antiphospholipid syndrome: a cause of catastrophic shunt thrombosis in the newborn. J Cardiovasc Surg (Torino). 1999;40(2):261-264. PMID: 10350114.
    24. Watanabe M., Aoki M., Fujiwara T. Thrombotic occlusion of Blalock-Taussig shunt in a patient with unnoticed protein C deficiency. Gen Thorac Cardiovasc Surg. 2008;56(11):544-546. PMID: 19002753. https://doi.org/10.1007/s11748-008-0295-y 
    25. Dirks V., Prêtre R., Knirsch W., Valsangiacomo Buechel E.R., Seifert B.,  Schweiger M., Hübler M., Dave H. Modified Blalock Taussig shunt: a not-so-simple palliative procedure. Eur J Cardiothorac Surg. 2013;44(6):1096-1102. PMID: 23539419. https://doi.org/10.1093/ejcts/ezt172 
    26. Tempe D.K., Virmani S. Coagulation abnormalities in patients with cyanotic congenital heart disease. J Cardiothorac Vasc Anesth. 2002;16(6):752-765. PMID: 12486661. https://doi.org/10.1053/jcan.2002.128436 
    27. Odim J., Portzky M., Zurakowski D., Wernovsky G., Burke R.P., Mayer J.E., Castaneda A.R., Jonas R.A. Sternotomy approach for the modified Blalock-Taussig shunt. Circulation. 1995;92(9 Suppl):II256-II261. PMID: 7586420. https://doi.org/10.1161/01.cir.92.9.256  
    28. Zahorec M., Hrubsova Z., Skrak P., Poruban R., Nosal M., Kovacikova L. A comparison of Blalock-Taussig shunts with and without closure of the ductus arteriosus in neonates with pulmonary atresia. Ann Thorac Surg. 2011;92(2):653-658. PMID: 21704288. https://doi.org/10.1016/j.athoracsur.2011.04.008 
    29. Sahoo T.K., Chauhan S., Sahu M., Bisoi A., Kiran U. Effects of hemodilution on outcome after modified Blalock-Taussig shunt operation in children with cyanotic congenital heart disease. J Cardiothorac Vasc Anesth. 2007;21(2):179-183. PMID: 17418728. https://doi.org/10.1053/j.jvca.2006.01.029  
    30. Zhou T., Wang Y., Liu J., Wang Y., Wang Y., Chen S., Zhou C., Dong N. Pulmonary artery growth after modified Blalock-Taussig shunt: A single center experience. Asian J Surg. 2020;43(2):428-437. PMID: 31255465. https://doi.org/10.1016/j.asjsur.2019.06.002 
    31. Glatz A.C., Petit C.J., Goldstein B.H., Kelleman M.S., McCracken C.E., McDonnell A., Buckey T., Mascio C.E., Shashidharan S., Ligon R.A., Ao J., Whiteside W., Wallen W.J., Metcalf C.M., Aggarwal V., Agrawal H., Qureshi A.M. Comparison between patent ductus arteriosus stent and modified Blalock-Taussig shunt as palliation for infants with ductal-dependent pulmonary blood flow: insights from the congenital catheterization research collaborative. Circulation. 2018;137(6):589-601. PMID: 29042354. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.117.029987 
    32. Kiran U., Aggarwal S., Choudhary A., Uma B., Kapoor P.M. The Blalock and Taussig shunt revisited. Ann Card Anaesth. 2017;20(3):323-330. PMID: 28701598, PMCID: PMC5535574. https://doi.org/10.4103/aca.ACA_80_17  
    33. Keshmiri A., Andrews K. Vascular flow modelling using computational fluid dynamics. In: Keshmiri A., Andrews K. Handbook of Vascular Biology Techniques. Springer Nature; 2015. p. 343-361.
    34. Tricarico R., He Y., Tran-Son-Tay R., Laquian L., Beck A.W., Berceli S.A. Anatomic and hemodynamic investigation of an occluded common carotid chimney stent graft for hybrid thoracic aortic aneurysm repair. J Vasc Surg Cases Innov Tech. 2019;5(2):187-194. PMID: 31193609, PMCID: PMC6536778. https://doi.org/10.1016/j.jvscit.2019.02.007 
    35. Papaioannou T.G., Stefanadis C. Vascular wall shear stress: basic principles and methods. Hellenic J Cardiol. 2005;46(1):9-15. PMID: 15807389.
    36. Malek A.M., Jackman R., Rosenberg R.D., Izumo S. Endothelial expression of thrombomodulin is reversibly regulated by fluid shear stress. Circ Res. 1994;74(5):852-860. PMID: 8156632. https://doi.org/10.1161/01.res.74.5.852 
    37. Malek A.M., Alper S.L., Izumo S. Hemodynamic shear stress and its role in atherosclerosis. JAMA. 1999;282(21):2035-2042. PMID: 10591386. https://doi.org/10.1001/jama.282.21.2035 
    38. Resnick N., Yahav H., Shay-Salit A., Shushy M., Schubert S., Zilberman L.C.M., Wofovitz E. Fluid shear stress and the vascular endothelium: for better and for worse. Prog Biophys Mol Biol. 2003;81(3):177-199. PMID: 12732261. https://doi.org/10.1016/s0079-6107(02)00052-4 
    39. Levesque M.J., Nerem R.M., Sprague E.A. Vascular endothelial cell proliferation in culture and the influence of flow. Biomaterials. 1990;11(9):702-707. PMID: 2090307. https://doi.org/10.1016/0142-9612(90)90031-k 
    40. Traub O., Berk B.C. Laminar shear stress: mechanisms by which endothelial cells transduce an atheroprotective force. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 1998;18(5):677-685. PMID: 9598824. https://doi.org/10.1161/01.atv.18.5.677  
    41. Amaya R., Cancel L.M., Tarbell J.M. Interaction between the Stress Phase Angle (SPA) and the Oscillatory Shear Index (OSI) Affects Endothelial Cell Gene Expression. PLoS One. 2016;11(11):e0166569. PMID: 27846267, PMCID: PMC5112904. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0166569 
    42. Himburg H.A., Grzybowski D.M., Hazel A.L., LaMack J.A., Li X.-M., Friedman M.H. Spatial comparison between wall shear stress measures and porcine arterial endothelial permeability. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2004;286(5):H1916-H1922. PMID: 14715506. https://doi.org/10.1152/ajpheart.00897.2003 
    43. Буренчев Д.В., Копылов Ф.Ю., Быкова А.А., Гамилов Т.М., Гогниева Д.Г., Симаков С.С., Василевский Ю.В. Математическая модель прогнозирования кровотока в экстракраниальных отделах брахиоцефальных артерий на предоперационном этапе каротидной эндартерэктомии. Российский кардиологический журнал. 2017;22(4):88-92. [Burenchev D.V., Kopylov F.Yu., Bykova A.A., Gamilov T.M., Gognieva D.G., Simakov S.S., Vasilevsky Yu.V. Mathematical Modelling of Circulation in Extracranial Brachocephalic Arteries at Pre-Operation Stage in Carotid Endarterectomy. Russian Journal of Cardiology. 2017;22(4):88-92. (In Russ.)] https://doi.org/10.15829/1560-4071-2017-4-88-92 
    44. Гогниева Д.Г., Сыркин А.Л., Василевский Ю.В., Симаков С.С., Мелерзанов А.В., Fuyou Liang, Ломоносова А.А., Быкова А.А., Ел Манаа Х.Э., Копылов Ф.Ю. Неинвазивная оценка фракционного резерва коронарного кровотока с применением методики математического моделирования у пациентов с ишемической болезнью сердца. Кардиология. 2018;58(12):85-92. [Gognieva D.G., Syrkin A.L., Vassilevski Yu.V., Simakov S.S., Melerzanov A.V., Fuyou Liang, Lomonosova A.A., Bykova A.A., El Manaa H.E., Kopylov Ph.Yu. Noninvasive assessment of fractional flow reserve using mathematical modeling of coronary flow. Cardiology. 2018;58(12):85-92. (In Russ.)] https://doi.org/10.18087/cardio.2018.12.10164 
    45. Khlebnikov R., Figueroa C.A. CRIMSON: Towards a software environment for patient-specific blood flow simulation for diagnosis and treatment. In: Oyarzun-Laura C. et al. (Eds.) Lecture notes in computer science. Springer International Publishing Switzerland; 2016. p. 1-9. https://doi.org/10.1007/978-3-319-31808-0_2 
    46. Kuchumov A. Biomechanical modelling of bile flow in the biliary system. MATEC Web of Conferences. NCTAM 2017 – 13th National Congress on Theoretical and Applied Mechanics. 2018;145(04004):15. https://doi.org/10.1051/matecconf/201814504004 
    47. Naci H., Salcher-Konrad M., Mcguire A., Berger F., Kuehne T., Goubergrits L., Muthurangu V., Wilson B., Kelm M. Impact of predictive medicine on therapeutic decision making: a randomized controlled trial in congenital heart disease. NPJ Digit Med. 2019;2:17. PMID: 31304365, PMCID: PMC6550204. https://doi.org/1010.1038/s41746-019-0085-1 
    48. Zhong L., Zhang J.-M., Su B., Tan R.S., Allen J.C., Kassab G.S. Application of patient-specific computational fluid dynamics in coronary and intra-cardiac flow simulations: challenges and opportunities. Front Physiol. 2018;9:742. PMID: 29997520, PMCID: PMC6028770. https://doi.org/10.3389/fphys.2018.00742 
    49. Wittek A., Grosland N.M., Joldes G.R., Magnotta V., Miller K. From finite element meshes to clouds of points: a review of methods for generation of computational biomechanics models for patient-specific applications. Ann Biomed Eng. 2016;44(1):3-15. PMID: 26424475. https://doi.org/10.1007/s10439-015-1469-2 
    50. Updegrove A., Wilson N.M., Merkow J., Lan H., Marsden A.L., Shadden S.C. SimVascular: An open source pipeline for cardiovascular simulation. Ann Biomed Eng. 2017;45(3):525‐541. PMID: 27933407, PMCID: PMC6546171. https://doi.org/10.1007/s10439-016-1762-8 
    51. Kuchumov A., Tuktamyshev V., Kamaltdinov M. Peristaltic flow of lithogenic bile in the Vateri’s papilla as non-Newtonian fluid in the finite-length tube: analytical and numerical results for reflux study and optimization. Lekar a Technika. 2017; 47(2):35-42.
    52. Кучумов А.Г. Математическое моделирование перистальтического течения литогенной желчи через проток при рубцовом стенозе, рассматриваемый в виде трубки с сужающимися стенками конечной длины. Российский журнал биомеханики. 2016;20(2):96-115. [Kuchumov A.G. Mathematical modeling of the peristaltic flow of lithogenic bile through the duct with cicatricial stenosis, considered as a tube with tapering walls of finite length. Russian Journal of Biomechanics. 2016;20(2):96-115. (In Russ.)] 
    53. Хайрулин А.Р., Кучумов А.Г., Породиков А.А. Персонализированная модель кровообращения у детей с врождённым пороком сердца для оценки эффективности шунтирования. XII Всероссийский съезд по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики. Сборник трудов. 19–24 августа 2019 г.; Уфа, Россия. 2019. с. 240-242. [Khairulin A.R., Kuchumov A.G., Porodikov A.A. A personalized model of blood circulation in children with congenital heart disease to assess the effectiveness of bypass surgery. XII All-Russian Congress on Fundamental Problems of Theoretical and Applied Mechanics. Collection of works. August 19-24, 2019; Ufa, Russia. 2019. p. 240-242. (In Russ.)]
    54. Кожанов А.С., Дударь О.И., Кучумов А.Г., Тропин В.А., Туктамышев В.С. Определение формы и параметров протока пациента при рубцовом стенозе in vivo с помощью методов лучевой диагностики. Master's Journal. 2016;2:319-324. [Kozhanov A.S., Dudar’ O.I., Kuchumov A.G., Tropin V.A., Tuktamyshev V.S. Determination of the shape and parameters of the patient’s duct at the papillary stenosis in vivo by the methods of x-ray diagnostics. Master's Journal. 2016;2:319-324. (In Russ.)]
    55. Перетягин М.А., Кучумов А.Г. Исследование течения желчи в желчевыводящих путях с учетом взаимодействия «жидкость – твердое тело». Математическое моделирование в естественных науках. 2016;1:524-525. [Peretyagin M.A., Kuchumov A.G. Investigation of the course of bile in the biliary tract, taking into account the interaction “liquid – solid”. Mathematical modeling in the natural sciences. 2016;1:524-525. (In Russ.)]
    56. Кучумов А.Г., Самарцев В.А., Няшин Ю.И., Породиков А.А. Применение методов вычислительной гидродинамики в решении актуальных задач хирургии. Современный мир, актуальные вопросы биоэтики, молекулярной и персонализированной медицины. Сборник материалов Международного евро-азиатского конгресса по вопросам биоэтики, молекулярной и персонализированной медицины; «Biomed-inn-2019» 5–8 ноября 2019 г.; Пермь, Россия. 2019. с. 92-96. [Kuchumov A.G., Samartsev V.A., Nyashin Y.I., Porodikov A.A. Application of computational fluid dynamics methods in solving urgent surgery problems. The modern world, topical issues of bioethics, molecular and personalized medicine. Collection of materials of the International Euro-Asian Congress on bioethics, molecular and personalized medicine. «Biomed-inn-2019» November 5-8 2019; Perm, Russia. 2019. p. 92-96. (In Russ.)]
    57. Kuchumov A.G., Selyaninov A. Application of computational fluid dynamics in biofluids simulation to solve actual surgery tasks. In: Ahram T., Taiar R., Colson S., Choplin A. (eds) Human Interaction and Emerging Technologies. IHIET 2019. Advances in Intelligent Systems and Computing. Cham: Springer; 2020;1018. p. 576-580. https://doi.org/10.1007/978-3-030-25629-6_89 
    58. Кучумов А.Г., Камалутдинов А.М., Лукин П.С. Математическое моделирование течения химуса в персонализированной модели толстого кишечника. Колопроктология. 2019;18(S3(69)):100-101. [Kuchumov A.G., Kamalutdinov A.M., Lukin P.S. The Mathematical modeling of the flow of chyme in the patient-specific colon model. Coloproctology. 2019;18(S3(69)):100-101. (In Russ.)]
    59. Kuchumov A.G., Kamaltdinov M., Selyaninov A., Samartsev V. Numerical simulation of biliary stent clogging. Series on Biomechanics. 2019;33(1):3-15.
    60. Гейдаров Н.А., Гайнуллова К.С., Дрыгина О.С. Компьютерные методы моделирования течения крови в задачах кардиологии и кардиохирургии. Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2018;7(2):129-136. [Geydarov N.A., Gainullova K.S., Drygina O.S. Computational blood flow simulations in cardiology and cardiac surgery. Complex Problems of Cardiovascular Diseases. 2018;7(2):129-136. (In Russ.)] https://doi.org/10.17802/2306-1278-2018-7-2-129-136 
    61. Овчаренко Е.А., Онищенко П.С., Клышников К.Ю., Ганюков В.И., Шилов А.А., Верещагин И.Е., Коков А.Н., Тарасов Р.С., Борисов В.Г., Захаров Ю.Н., Барбараш Л.С. Численное моделирование гемодинамики при повторном протезировании клапана сердца. Патология кровообращения и кардиохирургия. 2019;23(3):30-38. [Ovcharenko E.A., Onishchenko P.S., Klyshnikov K.Y., Ganyukov V.I., Shilov A.A., Vereshchagin I.E., Kokov A.N., Tarasov R.S., Barbarash L.S., Borisov V.G., Zakharov Y.N. Numerical modeling of hemodynamics for repeated heart valve replacement. Patologiya krovoobrashcheniya i kardiokhirurgiya = Circulation Pathology and Cardiac Surgery. 2019;23(3):30-38. (In Russ.)] http://dx.doi.org/10.21688/1681-3472-2019-3-30-38 
    62. Базылев В.В., Воеводин А.Б., Захарова А.С., Россейкин Е.В. Непосредственные клинические и гемодинамические результаты транскатетерной имплантации протеза аортального клапана «МЕДЛАБ-КТ». Патология кровообращения и кардиохирургия. 2018;22(3):17-24. [Bazylev V.V., Voyevodin A.B., Zakharova A.S., Rosseykin E.V. Early clinical and hemodynamic results of transcatheter aortic valve implantation using the “MEDLAB-KT” prosthesis. Patologiya krovoobrashcheniya i kardiokhirurgiya = Circulation Pathology and Cardiac Surgery. 2018;22(3):17-24. (In Russ.)] http://dx.doi.org/10.21688/1681-3472-2018-3-17-24 
    63. Симаков С.С., Гамилов Т.М., Копылов Ф.Ю., Василевский Ю.В. Оценка гемодинамической значимости стеноза при множественном поражении коронарных сосудов с помощью математического моделирования. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2016;162(7):128-132. Simakov S.S., Gamilov T.M., Kopylov F.Yu., Vasilevsky Yu.V. [Estimation of the Hemodynamic Significance of Stenosis in Multiple Coronary Vascular Disease using Mathematical Modeling. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2016;162(7):128-132. (In Russ.)]
    64. Laganà K., Balossino R., Migliavacca F., Pennati G., Bove E.L., De Leval M.R., Dubini G. Multiscale modeling of the cardiovascular system: Application to the study of pulmonary and coronary perfusions in the univentricular circulation. J Biomech. 2005;38(5):1129-1141. PMID: 15797594. https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2004.05.027 
    65. Zhang N., Yuan H., Chen X., Liu J., Jian Q., Huang M., Zhang K. Computational Fluid Dynamics Characterization of Two Patient-Specific Systemic-to-Pulmonary Shunts before and after Operation. Comput Math Methods Med. 2019;2019: 1502318. PMID: 30863453, PMCID: PMC6378018. https://doi.org/10.1155/2019/1502318 
    66. Zhang N., Yuan H., Chen X., Liu J., Zhou C., Huang M., Jian Q., Zhuang J. Hemodynamic of the patent ductus arteriosus in neonates with modified Blalock-Taussig shunts. Comput Methods and Programs Biomed. 2020;186:105223. PMID: 31760306. https://doi.org/10.1016/j.cmpb.2019.105223 
    67. Esmaily-Moghadam M., Vignon-Clementel I.E., Figliola R., Marsden A.L. A modular numerical method for implicit 0D/3D coupling in cardiovascular finite element simulations. Journal of Computational Physics. 2013;244:63-79. http://dx.doi.org/10.1016/j.jcp.2012.07.035 
    68. Ceballos A., Argueta-Morales I.R., Divo E., Osorio R., Caldarone C.A., Kassab A.J., Decampli W.M. Computational analysis of hybrid Norwood circulation with distal aortic arch obstruction and reverse Blalock-Taussig shunt. Ann Thorac Surg. 2012;94(5):1540-1550. PMID: 22981256. http://dx.doi.org/10.1016/j.athoracsur.2012.06.043 
    69. Corsini C., Migliavacca F., Hsia T.-Y., Pennati G., Modeling of Congenital Hearts Alliance (MOCHA) Investigators. The influence of systemic-to-pulmonary arterial shunts and peripheral vasculatures in univentricular circulations: focus on coronary perfusion and aortic arch hemodynamics through computational multi-domain modeling. J Biomech. 2018;79:97-104. PMID: 30097266. https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2018.07.042 
    70. DeCampli W.M., Argueta-Morales I.R., Divo E., Kassab A.J. Computational fluid dynamics in congenital heart disease. Cardiol Young. 2012;22(6):800-808. PMID: 23331605. https://doi.org/10.1017/S1047951112002028 
    71. Arnaz A., Pişkin Ş., Oğuz G.N., Yalçınbaş Y., Pekkan K., Sarıoğlu T. Effect of modified Blalock-Taussig shunt anastomosis angle and pulmonary artery diameter on pulmonary flow. Anatol J Cardiol. 2018;20(1):2-8. PMID: 29952372, PMCID: PMC6237788. https://doi.org/10.14744/AnatolJCardiol.2018.54810 
    72. Zhao X., Liu Y., Ding J., Ren X., Bai F., Zhang M., Ma L., Wang W., Xie J., Qiao A. Hemodynamic effects of the anastomoses in the modified Blalock-Taussig shunt: A numerical study using a 0D/3D coupling method. J Mech Med Biol. 2015;15(1):1550017. https://doi.org/10.1142/S0219519415500177 
    73. Piskin S., Altin H.F., Yildiz O., Bakir I., Pekkan K. Hemodynamics of patient-specific aorta-pulmonary shunt configurations. J Biomech. 2017;50:166-171. PMID: 27866675. https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2016.11.014 
    74. Liu J., Sun Q., Umezu M., Qian Y., Hong H., Du Z., Wang Q., Sun Y., Liu J. Influence of conduit angles on hemodynamics of modified Blalock-Taussig shunt: Computational analysis of patient-specific virtual procedures. In: Ma S., Jia L., Li X., Wang L., Zhou H., Sun X. (eds.) Life System Modeling and Simulation. International Conference on Life System Modeling and Simulation, LSMS 2014 and International Conference on Intelligent Computing for Sustainable Energy and Environment, ICSEE 2014 Shanghai, China, September 20–23, 2014 Proceedings. Communications in Computer and Information Science. 2014;461(Part I). Berlin; Heidelberg: Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-662-45283-7 
    75. Liu J., Sun Q., Hong H., Sun Y., Liu J., Qian Y., Wang Q., Umezu M. Medical image-based hemodynamic analysis for modified Blalock-Taussig shunt. J Mech Med Biol. 2015;15(3):1550035. https://doi.org/10.1142/S0219519415500359  
    76. Mroczek T., Małota Z., Wójcik E., Nawrat Z., Skalski J. Norwood with right ventricle-to-pulmonary artery conduit is more effective than Norwood with Blalock-Taussig shunt for hypoplastic left heart syndrome: Mathematic modeling of hemodynamics. Eur J Cardiothoracic Surg. 2011;40(6):1412-1418. PMID: 21546259. https://doi.org/10.1016/j.ejcts.2011.03.033 
    77. Liu J., Sun Q., Qian Y., Hong H., Liu J. Numerical simulation and hemodynamic analysis of the modified Blalock-Taussig shunt. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2013;2013:707-710. PMID: 24109785. https://doi.org/10.1109/EMBC.2013.6609598  
    78. Bao G. Optimization of Blalock-Taussig shunt and anastomotic geometry for vascular access fistula using a genetic algorithm. St. Louis: Washington University in St. Louis; 2015. 
    79. Pennati G., Migliavacca F., Gervaso F., Dubini G. Assessment by computational and in vitro studies of the blood flow rate through modified Blalock-Taussig shunts. Cardiol Young. 2004;14(Suppl 3):24-29. PMID: 15903098. https://doi.org/10.1017/s1047951104006511 
    80. Arthurs C.J., Agarwal P., John A.V., Dorfman A.L., Grifka R.G., Figueroa C.A. Reproducing patient-specific hemodynamics in the Blalock-Taussig circulation using a flexible multi-domain simulation framework: Applications for optimal shunt design. Front Pediatr. 2017;5:78. PMID: 28491863, PMCID: PMC5405677. https://doi.org/10.3389/fped.2017.00078 
    81. Esmaily-Moghadam M., Murtuza B., Hsia T.-Y., Marsden A. Simulations reveal adverse hemodynamics in patients with multiple systemic to pulmonary shunts. J Biomech Eng. 2015;137(3):0310011-03100112. PMID: 25531794, PMCID: PMC4321115. https://doi.org/10.1115/1.4029429 
    82. Waniewski J., Kurowska W., Mizerski J.K., Trykozko A., Nowiński K., Brzezińska-Rajszys G., Kościesza A. The effects of graft geometry on the patency of a systemic-to-pulmonary shunt: A computational fluid dynamics study. Artif Organs. 2005;29(8):642-650. PMID: 16048481. https://doi.org/10.1111/j.1525-1594.2005.29102.x 
    83. Hsia T.-Y., Cosentino D., Corsini C., Pennati G., Dubini G., Migliavacca F., Modeling of Congenital Hearts Alliance (MOCHA) Investigators. Use of mathematical modeling to compare and predict hemodynamic effects between hybrid and surgical Norwood palliations for hypoplastic left heart syndrome. Circulation. 2011;124(11 Suppl):S204-S210. PMID: 21911814. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.110.010769 
    84. Кучумов А.Г., Хайрулин А.Р., Биянов А.Н., Породиков А.А., Арутюнян В.Б., Синельников Ю.С. Оценка эффективности установки модифицированного шунта Блэлок – Тауссиг у детей с врожденным пороком сердца. Российский журнал биомеханики. 2020;24(1):76-96. [Kuchumov А.G., Khairulin А.R., Biyanov A.N., Porodikov А.А., Arutyunyan V.B., Sinelnikov Yu.S. Effectiveness of Blalock-Taussig shunt performance in the congenital heart disease children. Russian Journal of Biomechanics. 2020;24(1):76-96. (In Russ.)]
    85. Bove E.L., Migliavacca F., de Leval M.R., Balossino R., Pennati G., Lloyd T.R., Khambadkone S., Hsia T.-Y., Dubini G. Use of mathematic modeling to compare and predict hemodynamic effects of the modified Blalock-Taussig and right ventricle-pulmonary artery shunts for hypoplastic left heart syndrome. J Thorac Cardiovasc Surg. 2008;136(2):312-320e2. PMID: 18692636. https://doi.org/10.1016/j.jtcvs.2007.04.078 
    86. Liu J., Yuan H., Zhang N., Chen X., Zhou C., Huang M., Jian Q., Zhuang J. 3D simulation analysis of central shunt in patient-specific hemodynamics: effects of varying degree of pulmonary artery stenosis and shunt diameters. Comput Math Methods Med. 2020;2020:4720908. PMID: 32148557, PMCID: PMC7042498. https://doi.org/10.1155/2020/4720908 
    87. Sant’anna J.R.M., Pereira D.C., Kalil R.A.K., Prates P.R.,  Horowitz E., Sant’anna R.T., Prates P.R.L., Nesralla I.A. Computer dynamics to evaluate blood flow through the modified Blalock-Taussig shunt. Rev Bras Cir Cardiovasc. 2003;18(3):253-260. https://doi.org/10.1590/S0102-76382003000300010 
    88. Malota Z., Nawrat Z., Kostka P., Mizerski J., Nowinski K., Waniewski J. Physical and computer modelling of blood flow in a systemic-to-pulmonary shunt. Int J Artif Organs. 2004;27(11):990-999. PMID: 15636057. https://doi.org/10.1177/039139880402701112 
    89. Marsden A.L. Simulation based planning of surgical interventions in pediatric cardiology. Phys Fluids (1994). 2013;25(10):101303. PMID: 24255590, PMCID: PMC3820639. https://doi.org/10.1063/1.4825031  

Синельников Ю. С., Арутюнян В. Б., Породиков А. А., Биянов А. Н., Туктамышев В. С., Шмурак М. И., Хайрулин А. Р., Кучумов А. Г. Применение математического моделирования для оценки результатов формирования системно-легочных анастомозов. Патология кровообращения и кардиохирургия. 2020;24(3):45-61. http://dx.doi.org/10.21688/1681-3472-2020-3-45-61


DOI: http://dx.doi.org/10.21688/1681-3472-2020-3-45-61

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.