Dr Dariusz Szarek z Wydziału Medycznego PWr pracuje na Oddziale Neurochirurgii w szpitalu im. Marciniaka we Wrocławiu, naszym ośrodku partnerskim. Jako jeden z niewielu neurochirurgów na Dolnym Śląsku zajmuje się wymagającymi niezwykłej precyzji i doświadczenia zabiegami wszczepienia by-passów do naczyń mózgowych np. w chorobie moya-moya. Pacjenci przyjeżdżają na konsultacje do wrocławskiego ośrodka z całej Polski.

Badania nad budową mózgu

Kiedy powstała idea utworzenia Wydziału Medycznego na Politechnice, dr Szarek zwrócił się z propozycją wspólnych badań do prof. Marcina Magdziarza, dziekana Wydziału Matematyki PWr.
- Szukałem naukowców, którzy pomogliby w badaniach nad „budową” mózgu i w pewnych obliczeniach, które były mi potrzebne do optymalnego wykonania by-passów tętnic mózgowych w trakcie operacji neurochirurgicznych – opowiada dr Dariusz Szarek. – I tak trafiłem do matematyków i od razu wiedziałem, że nasza współpraca będzie owocna.

By-passy to metoda najczęściej stosowana w schorzeniach powodujących zwężenie lub niedrożność tętnic mózgowych. Głównym wskazaniem do by-passów jest choroba moya-moya, guzy mózgu oraz poradiacyjne uszkodzenia tętnic (po radioterapii), a także miażdżyca (prowadzi do niedokrwienia mózgu).

Pod jakim kątem?

Współpraca matematyków i neurochirurga trwa już niemal dwa lata. Na początku były mozolne i dość skomplikowane obliczenia matematyczne. Projekt, nad którym pracują dr Dariusz Szarek, prof. Marcin Magdziarz i dr hab. Łukasz Płociniczak, prof. uczelni to matematyczny model mózgu 3D, który pozwoli ocenić stan każdego pacjenta indywidualnie.

Prof. Marcin Magdziarz, dziekan Wydział Matematyki PWr: - Skomplikowane operacje wszycia by-passów to oczywiście domena dr Szarka. My matematycy mamy podsunąć operatorowi różne rozwiązania. Badamy, np. pod jakim kątem, w jakiej odległości, a także w którym miejscu umieścić by-passy, żeby krew do mózgu rozpłynęła się w sposób optymalny. Dla mnie to typowe problemy i zagadnienia matematyczne – dodaje.

W badaniach nad mózgiem, naukowcy wykorzystali m.in. równania różniczkowe, modele matematyczne, analizę danych, a także badania angiografii subtrakcyjnej. Dzięki tym analizom, neurochirurg dostaje komplet istotnych informacji przed operacją.

Dr Szarek opisuje, jak to działa: - Najpierw wykonujemy model 3D krążenia mózgowego u konkretnego pacjenta. Następnie wirtualnie, korzystając z oprogramowania komputerowego wprowadzamy „na sucho” matematyczny czyli sztuczny by-pass. W taki sposób możemy od razu zaobserwować, metodą prób i błędów, który segment naczynia mózgowego najlepiej „przyjmie” by-pass.

Wirtualne scenariusze leczenia

Aktualnie dr Szarek i prof. Magdziarz analizują przypadek nastolatka, który ma patologiczne zmiany w tętnicach mózgu. Choroba powoduje u chłopca bardzo silne bóle i zawroty głowy, a także mdłości. Naukowcy wspólnie stworzyli model mózgu pacjenta na podstawie badań tomograficznych.
- Na razie wirtualnie testuję różne scenariusze leczenia tego pacjenta – mówi dr Szarek. Na podstawie danych, które uzyskałem od matematyków, dodałem by-pass i okazuje się, że jeśli wszyję go we wskazanym miejscu, pacjent będzie zdrowiał. I to jest właśnie główny cel naszych badań.

Neurochirurg współpracuje też z Uniwersytetem Medycznym w Sapporo w Japonii i Dolnośląskim Centrum Onkologii, Pulmonologii i Hematologii (także naszym ośrodkiem partnerskim). Badania dotyczą wariantów genetycznych u pacjentów. Typowanie cech genetycznych może pozwolić na wskazanie chorych o indywidualnych cechach predysponujących do korzystnego ( lub niekorzystnego) wyniku leczenia metodą by-passów mózgu.

aczm