心内直视手术的数学模拟为肾衰竭提供线索

没有人能否认，心脏直视手术是所有医疗手术中最具侵入性的手术之一。在这种手术中，心脏暴露在外，血液绕过它。在所有接受心脏手术的患者中，有近三分之一的人经历过肾衰竭，但人们对发生肾损伤的原因以及如何预防肾损伤知之甚少。

现在，美国和澳大利亚的一组研究人员首次调查了这种疾病的原因肾损伤，使用数学方法模型这模拟了典型的开胸手术以及对大鼠的影响肾脏．该模型使用算法来模拟液体通过肾脏内外区域和输尿管的运输，输尿管是将尿液输送到膀胱的管道。

该模型显示，在手术过程中，肾脏某些子区域的含氧量下降到临界水平。低氧水平使这些子区域容易缺氧，如果不加以控制，可能会导致肾脏损伤。

这项研究发表在今天的杂志上数学、医学与生物学．

“通过数学建模，我们基本上可以避免与现实生活模型相关的任何实验和临床限制，”国家数学与生物合成研究所的第一作者兼博士后研究员Ioannis Sgouralis解释说。

当然，研究人员指出，该研究中大鼠模型所做的预测与人类的测量结果之间存在实质性差异。然而，几乎所有哺乳动物肾脏的数学模型都是基于大鼠肾脏，而不是人类，因为与大鼠相比，人类肾脏缺乏数据。

然而，该研究的合著者、澳大利亚莫纳什生物医学发现研究所(Monash Biomedicine Discovery Institute)生理学副教授罗杰·埃文斯(Roger Evans)指出，大鼠肾脏模型作为观察人类患者情况的窗口已被证明是有用的。

“该模型对肾脏如何以及何时容易缺氧的预测与我们最近对人类患者的观察非常一致心脏直视手术埃文斯说。

本研究中的模型是唯一的，因为a数学模型对大鼠肾脏的影响开胸手术以前没有这样做过。

尽管搭桥技术在过去十年中取得了长足的进步，但患者的死亡率和发病率与急性肾功能衰竭没有明显变化。目前，还没有一种医学策略能够确切地证明其预防搭桥手术后肾损伤的能力。

知道肾衰竭发生的原因可以帮助医生预防它的发生，斯古拉里斯补充道。