تحليل زمان‌مند فيستول در سه زاويه پيوند 45، 90 و 135 درجه

Temporal analysis of the fistula at three anastomosis angles of 45, 90, and 135 degrees

انتخاب زاويه‌ي پيوند مناسب براي ايجاد فيستول براي جراحان از اهميت بالايي برخوردار است؛ بنابراين در اين پژوهش سه زاويه‌ي پيوند 45، 90 و 135 درجه به نمايندگي زواياي حاده و منفرجه، طراحي و در يك سيكل كامل قلبي شبيه‌سازي و مورد بررسي قرار گرفتند. از مدل خون غيرنيوتوني كاريو استفاده شده و جريان تراكم‌ناپذير در نظر گرفته شد و پارامترهاي مهم همانند تنش برشي ميانگين، شاخص برشي نوساني، زمان اقامت نسبي و بيشينه‌ي افت فشار استخراج شده و در زواياي مختلف مقايسه شدند. با بررسي نتايج مشاهده شد كه تنش برشي ميانگين و همچنين ناحيه‌ي درگير در تنش برشي بالا در زاويه‌ي پيوند 135 درجه نسبت به دو زاويه‌ي ديگر كمتر است و احتمال بروز بيماري ترومبوز و زخم در اين زاويه كاهش مي‌يابد. از آنجايي كه %80 علت ناكارآمدشدن فيستول ناشي از بيماري ترومبوز مي‌باشد؛ بنابراين اين زاويه به عنوان زاويه‌ي مناسب‌تري براي ايجاد فيستول انتخاب مي‌شود. با توجه به نتايج زمان اقامت نسبي كه مناطق مستعد رسوب را نشان مي‌دهد مشخص شد كه در سه زاويه‌ي پيوند، شاخه‌ي سمت راست فيستول و نواحي جدايش جريان مستعد گرفتگي مي‌باشند و احتمال رسوب در پيوند 135 درجه و در زير محل پيوند نسبت به دو زاويه‌ي ديگر كاهش مي‌يابد. همچنين اين زاويه كمترين افت فشار را بين ورودي اصلي و خروجي فيستول دارد.

Selection of the appropriate anastomosis angle for the creation of a fistula for surgery is very important. Therefore, in this study, three anastomosis angles of 45, 90, and 135 degrees, representing acute and obtuse angles, are designed and simulated in a complete pulsation cycle. Carreau non-Newtonian blood model is used and the flow is considered as incompressible flow. Finally, after modeling, important parameters such as mean shear stress on the fistula wall, oscillatory shear index, relative residence time, and maximum pressure drop are extracted and compared at different angles. After comparing the results, it is observed that the time average wall shear stress and the range of the high shear stress at anastomosis angle of 135 degree is lower than the two other angles and the probability of thrombosis disease in this angle is reduced. 80% of fistula failure is caused by thrombosis disease, therefore this angle is chosen as the most appropriate angle for fistula creation. Based on the results of the relative residence time, it is found that at all three angles of anastomosis, the right branch of the fistula and flow separation sites have a probability of sedimentation and it decreases at an angle of 135 degree. This angle also has the lowest pressure drop between the main inlet and the fistula outlet.