Jobbágy Ákos és Halász Gábor professzorok a vérnyomás mérésével és a véráramlás szimulációjával összefüggő kutatásaikért kaptak elismerést.

A Magyar Tudományos Akadémia Elnöksége kiemelkedő tudományos munkássága elismeréseként megosztott Akadémiai Díjban részesítette Halász Gábort, a Hidrodinamikai Rendszerek Tanszékének professor emeritusát és Jobbágy Ákost, az MTA doktorát, a Méréstechnikai és Információs Rendszerek Tanszékének tanszékvezető egyetemi tanárát, a BME oktatási rektorhelyettesét az emberi artériás és vénás érhálózat matematikai modellezésének kidolgozásában és méréstechnikájának fejlesztésében, továbbá az érrendszeri megbetegedések megelőzéséért és gyógyításáért kifejtett kiemelkedő, elismerésre méltó munkájáért.

(Fotók: mta.hu)

Ide kattintva megnézheti a díjazottakról készített rövid képes összeállítást.

Vérnyomásunk nem állandó egy napon belül. Éjszaka általában alacsonyabb, mint nappal. Az étkezés is hatással van rá: három órával később a szívfrekvencia jellemzően magasabb lesz, a diasztolés nyomás alacsonyabb, míg a szisztolés nyomás nem változik. A XX. század közepe óta ismert az ún. fehér-köpeny hipertónia. Az emberek jelentős részénél (20 – 30 százalékánál) a rendelőben vagy kórházi környezetben mért érték rendszeresen magasabb, mint az otthon mért érték. Ennek valószínű oka az egészségügyi környezet által a paciensekben keltett szorongás, ami megnöveli a vérnyomást. A fizikai igénybevétel (pl. sportolás) növeli a vérnyomást, éppúgy, mint a pszichés stressz. Értekezleten való részvétel akár 20 mmHg-s vérnyomás emelkedést is okozhat. A legtöbb embernél a külső hőmérséklet hatása is kimutatható, nyáron a vérnyomás kicsivel (mintegy 5 mmHg-rel) alacsonyabb, mint télen. A légzés során változik a mellűri nyomás, ez pedig hat a vérnyomásra. Belégzéskor a vérnyomás csökken, kilégzéskor pedig nő. A vérnyomás szívütésenként is változhat, akár 5-8 mmHg-t!

A közvetett vérnyomásmérési módszereknél a páciens artériáját egy helyen - pl. a felkaron - kívülről felhelyezett mandzsetta segítségével elszorítják. A mandzsetta nyomását változtatják, és folyamatosan mérik. A változó mandzsettanyomás bizonyos pillanatokban megegyezik az artériás vérnyomás szélső értékeivel (a szisztolés és a diasztolés nyomással), és így az előbbit mérve megkapjuk az utóbbiakat. E pillanatok helyes megválasztása-megállapítása a mérés alapja. Az indirekt vérnyomásmérés elvét Scipione Riva-Rocci publikálta először 1896-ban. A felkarra helyezett mandzsetta nyomását a szisztolés nyomásérték fölé fújják, majd lassan leengedik. Amikor az artériás nyomás nagyobb, mint a mandzsetta nyomása, akkor folyik vér az artériában, amikor a mandzsetta nyomása a nagyobb, akkor nem. Ezen alapul a közvetett vérnyomásmérés. Az alkalmazott konkrét megoldások abban különböznek, hogyan állapítjuk meg a szisztolés és a diasztolés vérnyomás és a mandzsettanyomás egyezését.

Az elmúlt évszázadban a lakosság várható élettartama, és átlagéletkora jelentősen megemelkedett világszerte, így Magyarországon is. Számos betegség kialakulásának kockázata az életkor növekedésével növekszik. Magas vérnyomás az ötven év felettiek mintegy felénél alakul ki, elsősorban a férfiaknál. A magas vérnyomást „csendes gyilkos”-nak hívják, mivel önmagában nem okoz olyan tüneteket, amelyek miatt az érintett személy orvoshoz fordulna. Jellemzően csak az általa kiváltott további egészségügyi probléma jelentkezése fedi fel. Fontos lenne, hogy otthon, egészségügyi szakértelem nélkül, elfogadható pontossággal lehessen a vérnyomást mérni. Ez segítené a betegség kezdeti szakaszban való detektálását, és a már kialakult hipertónia esetén a gyógyszerezést.

A kutatás csapatmunkában folyik már több mint egy évtizede. Közös kutatásaink az orvosi, az áramlástani és a méréstechnikai területet fogják át. Az áramlástani modellezést a Halász Gábor professzor által vezetett csapat (Molnár Ferenc, Till Sára, Bárdossy Gergely), a méréstechnikai kutatást a Jobbágy Ákos professzor vezette csapat (Csordás Péter, Mersich András) végezte. Több tucat hallgató dolgozott ezen a projekten önálló laboratóriumi feladatát, szakdolgozatát, diplomatervét készítve. Eddig egy PhD disszertáció született és további három-négy várható rövidesen. Az élettani hátteret Dr. Gondos Tibor professzor úr segíti helyesen értelmezni.

A vérnyomás mérésével kapcsolatos kutatások célja olyan eljárás létrehozása, amely reprodukálható eredményt ad, és személyre szabhatóan segíti nem csak a vérnyomás, hanem az érhálózat állapotának jellemzését is. Nem könnyű megállapítani, mennyi lenne a vérnyomás, ha nem mérnénk (nem szorítanánk el a felkari artériát és nem stresszelnénk a pácienst a méréssel). Ugyancsak nehéz egy mind szívütésenként mind különböző behatásokra változó mennyiséget pusztán két paraméterrel (szisztolés és diasztolés nyomás) jellemezni.
Az eljárás főbb elemei: mérés előtt a nyugalmi állapot ellenőrzése, rövid idejű átlagolás a szisztolés és diasztolés érték – és ezek szórása – meghatározásában, továbbá a pulzushullám terjedési idő, mint extra információ figyelembe vétele. A szisztolés és a diasztolés nyomás szívütésenként megváltozhat. Ezért ezek pillanatértéke – amit jelenleg használnak az orvosi gyakorlatban – nem feltétlenül jellemzi a páciens vérnyomását. Több információt ad a vizsgált személy vérnyomásáról, ha rövid idejű (pl. 30 szívciklusra vonatkozó) átlagértéket, és szórást adunk meg. Mandzsettás módszerrel sem a szisztolés, sem a diasztolés nyomás nem állapítható meg szívütésenként. A pulzushullám terjedési idő mérése alapján azonban a szisztolés vérnyomás szórása megbecsülhető.

Az élettani folyamatok modellezése ugyan még kiforratlan, de áttörést hozhatnak a véráramlás szimulációjával kapcsolatos kutatások. A véráramlás élő környezetben kialakuló áramlási folyamat, ezért jellemzőinek meghatározásához fiziológiai és áramlástani törvények alkalmazásán keresztül vezet az út. Az áramlástani összefüggések élettani alkalmazása is számos új kérdést vet fel. Az artériás véráramlás modellezése, matematikai leírása, és ennek numerikus megoldása a vérnyomás és a vérsebesség értékének numerikus meghatározását eredményezi. A numerikus értékek természetesen csak kellő validálás után hozhatók kapcsolatba az élő szervezetben kialakuló élettani jellemzők számértékeivel.

A validálás első lépéseként mérnöki laborban építették fel az artéria hálózat modelljét, és az áramlástechnika klasszikus eszközeivel mérték a nyomás és a térfogatáram értékeit. A validálás jelenleg folyó lépése a SOTE ÁOK Kardiológiai Központ Kísérleti Kutató Laboratóriumában végzett in vivo állatkísérletek eredményeinek és a numerikus szimuláció eredményeinek összehasonlítása. A sikeresen validált numerikus modell számos új lehetőséget teremt. Megvizsgálható az élettani jellemzők (perifériás ellenállás, érfal rugalmasság, perctérfogat, szívfrekvencia) hatása a vérnyomás alakulására, a mandzsettás vérnyomásmérés hatása a vérnyomás alakulására, kapcsolatot teremthető a centrális és a perifériás vérnyomás között, valamint a vérnyomás-jel változása és a kardio-vaszkularis rendszert ért hatások között. A kutatás további céljai a véráramlás tanulmányozása a mozgó (sportolói) artériahálózatban, a vénás hálózatban és a teljes nagyvérkörben, különös tekintettel a koronária erekre.

A vérkeringés modellje, ami lehetővé tesz élő embereken el nem végezhető kísérleteket is.

Az otthoni monitorozáshoz (vérnyomásmérésen felül EKG-t és mindkét mutatóujjon fotopletizmográfiás jelet rögzít) a Műegyetem Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszékén fejlesztett készülék. A BME a Semmelweis Egyetemmel és több zalaegerszegi partnerrel közös kutatása során 8, szívműtéten átesett páciens több hónapig mérte naponta ilyen készülékkel a vérnyomását. Ez jelentős segítséget nyújtott a helyes gyógyszerezés beállításához.
 

A fenti összefoglalót a díjazottak készítették kutatásaikról.