Вычислительная гемодинамика в функциональной морфологии сосудистого русла: концепция и методология
Аннотация
Классическая ангиоморфология сложилась как преимущественно описательная дисциплина: она изучает геометрию сосудистой стенки, как правило в отрыве от потока, который эту геометрию порождает и удерживает. В работе обосновывается тезис, что сосудистая форма есть материализованная гемодинамика: устойчивый результат сдвиг-зависимого ремоделирования, а не заданная наперёд конструкция. Вычислительная гемодинамика (CFD) предстаёт здесь инструментом самой морфологии: она делает видимыми напряжение сдвига на стенке, поля давления, спиральность и осцилляторность потока – те детерминанты формы, которых нет ни на одном анатомическом препарате. Намечается программа функционально-вычислительной морфологии сосудистого русла, в которой описание геометрии дополняется реконструкцией породившего её течения, а таксономия анатомических вариантов переосмысляется как вопрос об их гемодинамической эквивалентности. Сформулированы методологические основы предлагаемого подхода: новый предмет исследования (система «сосудистая стенка – кровоток»), статус расчётного поля (напряжения сдвига, индекса осцилляторности, времени пребывания) как морфологического признака, переход единицы наблюдения от типа к индивиду и принципы дисциплины – функциональной обусловленности формы, количественной формализации, гемодинамической эквивалентности, вычислительного эксперимента, биологической интерпретации и обязательной проверки. Технология исследования – от сканирования и сегментации до валидации по данным 4D flow МРТ – изложена как основание для критической оценки достоверности расчётных признаков. Применимость подхода показана на материале различных сосудистых бассейнов: атеросклеротического поражения, аневризм, коронарного стеноза, артериальной реконструкции при трансплантации печени и портальной гипертензии. Обозначены ограничения метода и направления его развития – учёт податливости стенки, модели роста и ремоделирования, применение методов машинного обучения.
