Κυριότερος σκοπός είναι η αξιολόγηση των συστημάτων Υπολογιστικής Τομογραφίας και Μαγνητικού Συντονισμού κατά την εφαρμογή της τεχνικής Δυναμικής Αιμάτωσης (Perfusion). Επίσης η δημιουργία και εφαρμογή αναλυτικού και αποτελεσματικού πρωτοκόλλου στην οξεία ισχαιμία με σκοπό την άμεση βοήθεια του ισχαιμικού εγκεφάλου. / Thesis MSc in order to highlight the usefulness of CT Brain Perfusion in acute brain ischemia.

Στην παρούσα Διπλωματική Εργασία μελετάται η ανάπτυξη ενός μοντέλου προσομοίωσης αλληλεπίδρασης ρευστού-στερεού για τον προσδιορισμό ρευστοδυναμικών παραμέτρων (Wall Shear Stress, Von Mises Stress κ.α.) μέσω των οποίων θα μπορεί μελλοντικά να προβλεφθεί η ρήξη ή όχι ενός ενδοκρανιακού ανευρύσματος. Αρχικά γίνεται μια σύντομη παρουσίαση του ιατρικού προβήματος ώστε να γίνει κατανοητή η σπουδαιότητα της ανάπτυξης του υπολογιστικού μοντέλου με σκοπό τον υπολογισμό παραμέτρων οι οποίες μπορούν να φανούν χρήσιμες. Κατά τη διάρκεια ανάπτυξης του μοντέλου αξιοποιήθηκαν πραγματικά δεδομένα απεικονιστικών διατάξεων ασθενών του Αττικού Πανεπιστημιακού Γενικού Νοσο- κομείου. Εν συνεχεία, η επεξεργασία των εικόνων αυτών διεξήχθει στο λογισμικό ανοιχτού κώδικα VMTK (Vascular Modeling Toolkit) από όπου προήλθε και η τρισδιάστα- τη ανακατασκευη τους. Στο επόμενο στάδιο, οι γεωμετρίες που προέκυψαν από την επεξεργασία εικόνας εισήχθησαν στο λογισμικό εμπορικού κώδικα ANSYS όπου και αναπτύχθηκε το υπολογιστικό μοντέλο το οποίο περιείχε και την αλληλεπίδραση ρευστού και στερεού (FSI). Αξίζει να αναφερθεί το γεγονός ότι το μοντέλο που αναπτύχθηκε περιείχε κινούμενα στοιχεία πλέγματος (Moving Mesh), τα οποία συμβάλλουν στον ακριβέστερο υπολογισμό και αποτύπωση παραμέτρων που υπολογίστηκαν στη συνέχεια. Τέλος αναφέρονται κάποιοι μελλοντικοί στόχοι και προοπτικές μέσω των αποτελεσ- μάτων που προέκυψαν από την ανάλυση του μοντέλου. / In the present M.Sc thesis we are studying the development of a numerical model that simulates fluid-solid interaction for determining fluid dynamics parameters (Wall Shear Stress, Von Mises Stress etc) through which through which could be predicted the rupture or not of an intracranial aneurysm. First, a brief presentation of the medical problem is being made, to understand the importance of developing the computational model in order to calculate parameters which can be useful. During the development of the model, real imaging data from CT scans taken from patients of Attikon General University Hospital were exploited. Thereafter, the processing of these images was performed in the open-source software VMTK (Vascular Modeling Toolkit) from where came the three-dimensional reconstruction. In the next step, the geometries obtained from the image processing have been introduced in the commercial software ANSYS where the computational model that contains the interaction of fluid and solid has been developed (FSI). It is worth mentioning that the model developed, contained moving mesh elements, which contribute to more accurate calculation and mapping of parameters which were calculated after. Finally, some future objectives and prospects are being referred, through the results obtained from the analysis of the model.

Τα τελευταία χρόνια, ανοσολογικές διεργασίες άσηπτης φλεγμονής έχουν αναγνωρισθεί ότι συμμετέχουν τόσο στην πρόκληση, όσο και στην (πρώιμη ή όψιμη) έκβαση των ισχαιμικών αγγειακών εγκεφαλικών επεισοδίων (Ι-ΑΕΕ). Στην παρούσα μελέτη ελέγχθηκε κατά πόσον η γενετική προδιάθεση, προς εντονότερη (ή ασθενέστερη) ανοσολογική απάντηση, θα μπορούσε να προβλέπει το οξύ Ι-ΑΕΕ, τη νευρολογική του εξέλιξη, την 6μηνη έκβασή του και την ανάπτυξη κοινών νευροψυχιατρικών επιπλοκών (κατάθλιψη, νοητική έκπτωση). Για το σκοπό αυτό αναλύθηκε η πιθανή προγνωστική αξία 5 σημειακών λειτουργικών πολυμορφισμών στα γονίδια φλεγμονωδών κυτταροκινών (IL4-589C>T, IL10-1082G>A, TNFa-308G>A, IL6-174G>C και IL12B 1188A>C) σε 145 διαδοχικούς ασθενείς με οξύ Ι-ΑΕΕ και ισάριθμους μάρτυρες. Επιπρόσθετα, η μελέτη αξιολόγησε το ρόλο της αντιφλεγμονώδους κυτταροκίνης αντιπονεκτίνης στην οξεία φάση του Ι-ΑΕΕ, καθώς και την πιθανή προβλεπτική της αξία στη νευρολογική του εξέλιξη, την πρόγνωση και την 6μηνη έκβασή του. Τα κύρια αποτελέσματα της μελέτης μπορούν να συνοψισθούν ως εξής: - Σε έναν ομογενή Eλληνικό πληθυσμό, οι λευτουργικοί πολυμορφισμοί IL4-589C>T, IL10-1082G>A, TNFa-308G>A, IL6-174G>C και IL12B 1188A>C δεν προβλέπουν την επέλευση ενός Ι-ΑΕΕ, την ηλικία έναρξης της νόσου ή την ανάπτυξη κατάθλιψης και νοητικής έκπτωσης όψιμα μετά το Ι-ΑΕΕ. - Ο IL4-589CT γονότυπος σχετίστηκε με την τάση της νόσου για υποτροπή. - Ο IL10-1082GG αρχέγονος γονότυπος προέβλεπε την πρώϊμη νευρολογική επιδείνωση και τη χειρότερη λειτουργική του έκβαση 1ου και 3ου μήνα. - Ο TNFa-308GG αρχέγονος γονότυπος συνέβαλλε ευεργετικά στην καλύτερη λειτουργική έκβαση κατά τον 6ο μήνα. - Ο IL12B 1188AC ετεροζυγώτης προέβλεπε σημαντικά τα ελαφρύτερα Ι-ΑΕΕ και στη χαμηλότερη θνητότητα από αυτά. - Τα αυξανόμενα επίπεδα αντιπονεκτίνης ορού σχετίζονται με μείωση των πιθανοτήτων για ένα Ι-ΑΕΕ, ανεξάρτητα από τους κλασσικούς παράγοντες κινδύνου. - Η αντιπονεκτίνη ορού βρίσκεται κατεσταλμένη στην οξεία φάση του Ι-ΑΕΕ, αλλά και 6 μήνες μετά. Τα χαμηλά της επίπεδα δεν αποτελούν αντίδραση οξείας φάσης, αλλά αντικατοπτρίζουν το σταθερό αντιφλεγμονώδη ρόλο της. - H αντιπονεκτίνης ορού οξείας φάσης μετά ένα Ι-ΑΕΕ δεν προβλέπει τη νευρολογική εξέλιξη και την 6μηνη έκβαση της νόσου στον άνθρωπο. Προτείνουμε ότι στο μέλλον η έγκαιρη ταυτοποίηση των γενετικά προδιατεθειμένων ατόμων για βαρύτερη νόσο και επιβαρυμένη έκβαση μετά ένα Ι-ΑΕΕ, θα επιτρέπει την αναγνώριση ομάδων ασθενών με τις μεγαλύτερες ανάγκες εντατικοποιημένης αποκατάστασης και βελτιστοποίησης των ιατρικών μας θεραπειών. Επιπρόσθετα, προτείνουμε ότι η αντιπονεκτίνη θα μπορούσε να αποτελεί ένα δυνητικό θεραπευτικό στόχο τροποποίησης του αγγειακού κινδύνου. / Immune processes of aseptic inflammation have been recently recognized as key participants into both the occurrence and (early or late) outcome of an ischemic stroke (IS). The current study tested whether the genetic predisposition for an enhanced (or suppressed) immunological response, could be predicting the occurrence, neurological evolution, 6-month outcome, and two common neuropsychiatric complications (depression, cognitive impairment) of an IS. For this purpose, 5 functional single nucleotide polymorphisms in the genes of inflammatory cytokines (IL4-589C>T, IL10-1082G>A, TNFa-308G>A, IL6-174G>C and IL12B 1188A>C) were analyzed for their putative prognostic value in 145 consecutive acute IS patients and in an equal-sized control group. Moreover, the present study evaluated the role of an anti-inflammatory cytokine, adiponectin, into the acute phase of an IS, as well as its possible predicting value in the neurological evolution, prognosis and 6-month outcome of the ischemic event. The main results of this study may be summarized as follows: - In a homogenous Greek population, the functional polymorphisms IL4-589C>T, IL10-1082G>A, TNFa-308G>A, IL6-174G>C and IL12B 1188A>C do not predict IS occurrence, age of disease onset, or the development of late post-stroke depression and cognitive impairment. - The IL4-589CT mutant genotype was associated with relapsing IS. - The IL10-1082GG ancestral genotype significantly predicted early stroke pregression and worse functional outcome on months 1 and 3. - The TNFa-308GG ancestral genotype beneficially contributed into better 6-month functional outcome. - The IL12B 1188AC heterozygote significantly predicted milder strokes and decreased IS mortality. - Increasing serum adiponectin levels are associated with reduced odds for an IS, independently of common vascular risk factors. - Low serum adiponectin is present at the acute phase and 6 months after an IS. Suppressed adiponectin levels are not an effect of the acute-phase response, but reflect its solid anti-inflammatory role. - Acute post-stroke serum adiponectin does not predict neurological evolution and 6-month outcome of an IS in humans. We propose that early identification of genetically predisposed subjects, for a more severe disease and for a worse outcome, will allow in the future the recognition of those IS sufferers, who would most benefit from intensive rehabilitation programs, and optimization of our medical therapies. Moreover, we propose that adiponectin may represent a promising candidate for the therapeutic risk modification of common vascular complications.