lu.se

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA

Lunds universitet

Denna sida på svenska This page in English

Hittar hjärtsvikt med nya matematiska metoder

Johannes Töger har kombinerat metoder från olika matematiska områden, bland annat från olinjära dynamiska system som traditionellt använts för att beskriva kaotiska förlopp. Dessutom används så kallade partiella differentialekvationer för att ge en bättre bild av flödet i hjärtat.

Med hjälp av magnetkamera och nya matematiska metoder har forskarna fått ett bättre verktyg för att titta på blodflöden i hjärtat. På så vis kan det bli lättare att identifiera hjärtsvikt, vilket är ett vanligt problem bland äldre människor.

Ett vanligt problem hos äldre är att hjärtats vänstra kammare blir stelare och inte kan fyllas ordentligt med blod. Detta gör att hjärtat inte heller kan pumpa ut tillräckligt med blod när kroppen behöver det, vilket leder till hjärtsvikt. Därför intresserar sig forskare mer och mer för hur blodet rör sig just när vänster kammare fylls. Tack vare magnetisk resonans­tomografi, MR, kan man se hur blodet rör sig in i kammaren.

Genom kombinationen av MR och nya avancerade matematiska metoder för att räkna ut hur blodet rör sig in i kammaren såg Johannes Töger och hans forskarkollegor att blodet bildar en speciell virvelrörelse.

Det har visat sig att virvlarna skiljer sig mellan friska hjärtan och vissa sjukdomar. Därför tror forskarna att virveln är det mest effektiva sättet att förflytta blod från vänster förmak till vänster kammare. Förståelsen för hur hjärtat pumpar växer för varje dag som går. Att förstå hjärtats funktion bättre kommer förhoppningsvis leda till säkrare diagnoser och bättre behandling av hjärtsjuka patienter.

– Vi har fått ett nytt verktyg att titta på blodflödet och vi kan visa saker som ingen förut har kunnat visa. Förhoppningen är att kunna säga vem som är sjuk och behöver behandling, eller åtminstone få fram mätbara värden som kan hjälpa till med det. Idag finns det nämligen inget bra sätt att bestämma svårighetsgraden för hjärtsvikt, säger Johannes Töger.

Anders Frick

Forskningen har utförts av doktoranden Johannes Töger, som arbetar på avdelningen för Numerisk Analys vid Matematikcentrum på Lunds Tekniska Högskola. Hans doktorsavhandling, som skrivits i samarbete med Avdelningen för Klinisk Fysiologi vid Medicinska Fakulteten i Lund, läggs fram i mitten av oktober.

Fakta om MR:

Redan på 1500-talet hade Leonardo da Vinci teorier om hur hjärtat pumpar. Men dagens forskare har ett övertag – moderna metoder för att ta bilder av det slående hjärtat inuti kroppen. Kunskap från dessa bilder används nu för att bota hjärtsjuka patienter, men det finns fortfarande mycket kvar att upptäcka.

Under 1980- och 1990-talet utvecklades magnetisk resonans­tomografi, MR. Med MR-tekniken kan man ta tydliga bilder av hjärtat i alla tänkbara vinklar helt utan farlig strålning. R:et står alltså inte för röntgen så som många tror. En fördel med MR är att ingen farlig strålning behövs. Med MR kan man också se hur blodet virvlar i hjärtat.

MR-tekniken använder ett mycket starkt, men helt ofarligt magnetfält för att magnetisera vattnet i kroppens vävnader. Genom att sända ut och ta emot radiovågor kan magnetiseringen mätas och användas för att ta bilder av kroppen. En stor fördel med MR-tekniken är att läkare och forskare kan ta bilder och filmer av hjärtat i alla vinklar och riktningar. MR kan också mäta hur blodet flödar genom hjärtat, vilket är av stort intresse i forskningen idag. En annan fördel är att ingen farlig röntgenstrålning används. Att utläsa förkortningen MR som magnetröntgen är alltså missvisande, eftersom ingen röntgenstrålning används för att ta bilder. Istället används magnetfält och radiovågor, som är helt ofarliga för kroppen.

 

Angående illustrationen och filmen här intill:

Bilden/filmen kommer från den här artikeln och visar blodflöde i hjärtat i en frisk person, visualiserat med hjälp av magnetkamera och nya matematiska metoder utvecklade på LTH i samarbete med universitetssjukhuset i Lund. Till vänster ses en visualisering med partiklar och till höger den nyutvecklade metoden, som kan visa hur en volym rör sig genom hjärtat.