Les anévrismes se forment sous forme de renflements anormaux ou de ballonnements au-dessus d'une artère, et, en cas de rupture, peut entraîner de graves complications de santé ou même la mort. Certains anévrismes peuvent exister longtemps sans se rompre, et la chirurgie impliquée dans le traitement des anévrismes peut être assez risquée, donc un paramètre pour aider à guider les chirurgiens est nécessaire.

Aujourd'hui, les décisions de traitement sont prises principalement en évaluant les paramètres géométriques tels que la taille d'un anévrisme, qui est obtenu à partir d'images médicales. Mais la mécanique des fluides est connue pour être un facteur important dans l'initiation, croissance et rupture des anévrismes. Les facteurs déterminés par le débit, comme la contrainte de cisaillement et ses oscillations sur les parois d'une artère, nécessitent des mesures de débit et des simulations numériques lourdes. Un paramètre simple qui dépend à la fois du débit et de la géométrie, qui peuvent remplacer les facteurs de débit (qui nécessitent des mesures et des simulations de débit) n'existe pas.

Mais maintenant, comme le rapportent des chercheurs de l'Université de Buffalo et de l'Université A&M du Texas dans le journal Physique des fluides , ils ont développé un paramètre non dimensionnel simple qui dépend à la fois de la géométrie et de la forme d'onde du flux pour classer le mode de flux dans les anévrismes à paroi latérale et à bifurcation.

« Ce simple paramètre, appelé 'numéro d'anévrisme (An), ' est le rapport des échelles de temps de deux phénomènes concurrents dans les anévrismes :d'abord est l'échelle de temps de transport, qui représente le transport d'une particule fluide à travers l'expansion de l'anévrisme, " a déclaré Iman Borazjani, professeur agrégé à Texas A&M. « Deuxièmement, l'échelle de temps de formation du vortex, qui représente la formation d'un vortex dû au flux pulsatile dans une expansion.

Le phénomène de transport crée une couche de cisaillement stationnaire à travers la région d'expansion, il expliqua, alors que le phénomène de vortex aime créer un anneau de vortex. Si l'échelle de temps de transport est plus petite (An <1), puis une couche de cisaillement stationnaire est formée et le mode d'écoulement est appelé mode de cavité. Autrement, un vortex annulaire se forme (An> 1) et le mode d'écoulement est le mode vortex.

Le travail du groupe est une avancée significative car ils ont pu montrer que non seulement leur numéro d'anévrisme peut classer le mode d'écoulement à la fois dans des géométries simplifiées et anatomiques, mais aussi que les oscillations de contrainte de cisaillement sont plus élevées dans l'écoulement en mode vortex (An> 1). "Cela signifie que notre paramètre simple pourrait être un bon substitut au paramètre de cisaillement oscillatoire - sans avoir besoin de mesures de débit et de simulations difficiles pour calculer le cisaillement sur la paroi, " a déclaré Borazjani.

Lorsque les chercheurs ont soumis pour la première fois leur travail simplifié, plusieurs examinateurs se sont demandé si les résultats des géométries simplifiées étaient applicables à de vraies géométries anatomiques. "Ils n'étaient pas convaincus, nous avons donc dû montrer que notre paramètre fonctionne pour les géométries anatomiques. Maintenant, une paire d'articles sont publiés ensemble, " Borazjani a dit, expliquant pourquoi le groupe a écrit un deuxième article sur leur travail. Ils ont d'abord développé et testé leur paramètre pour les géométries simplifiées (idéalisées) dans la partie I de leur article, et ensuite appliqué à ceux anatomiques dans la partie II.

Cisaille oscillante, qui est lié au paramètre du groupe, est pensé pour affecter les cellules endothéliales et favoriser l'inflammation, croissance des anévrismes, et même leur rupture. Par exemple, "un mode d'écoulement vortex est plus susceptible de se rompre car il a un cisaillement oscillatoire plus élevé, " dit Borazjani. " Par conséquent, nous pensons que notre simple paramètre peut aider les chirurgiens à prendre des décisions pour traiter un anévrisme à l'avenir."