بررسي عددي اثرات الاستيسيته شريان بر تنش برشي ديواره و شاخص برش نوساني در انشعاب كرونر چپ

Numerical Investigation of the Effects of Artery Elasticity on Wall Shear Stress and Oscillatory Shear Index in the Left Coronary Bifurcation

افزايش بيماري‌هاي قلبي-عروقي سبب شده است كه محققان، بيشتر از پيش به بررسي جريان در عروق خوني بپردازند. در اين مقاله، اثر الاستيسيته ديواره شريان بر پارامترهاي هموديناميكي با در‌نظر گرفتن تعامل خون و ديواره رگ بررسي شد. تنش برشي روي ديواره در زمان‌هاي متفاوت، تغيير مي‌كند و به تنهايي قادر به بيان گرفتگي عروق نمي‌باشد؛ از اين‌رو شاخص برش نوساني، تنش برشي را بدون در‌نظر گرفتن ميانگين زماني بردار تنش برشي بيان مي‌كند. در اين مطالعه، يك مدل سه‌بعدي از دوشاخه شدن كرونر چپ همراه با چهار مدل ديواره، در‌نظر‌گرفته شد. نتايج در يك جريان ضرباني از سيال غيرنيوتني به روش كوپلينگ دو‌طرفه و با استفاده از روش اويلر-لاگرانژي اختياري محاسبه شد. مشاهدات حاكي از كاهش 13 درصدي پروفيل‌هاي سرعت در محل دو‌شاخه شدن است، كه در مدل‌ هايپرالاستيك به بيشترين ميزان اختلاف مي‌رسد. همچنين با افزايش سفتي در ديواره، پروفيل‌هاي سرعت و نوسانات تنش برشي روي ديواره افزايش يافت. تنش برشي متوسط در مدل صلب، اختلاف 28 درصدي را در مقايسه با مدل‌ هايپرالاستيك نشان داد. مقايسه اين نتايج با اطلاعات باليني نشان داد كه مناطقي با تنش برشي متوسط 1.10 Pa و كمتر از آن، در حضور شاخص برش نوساني بيشتر از 0.3، مي‌تواند از مناطق پر‌خطر در تشكيل پلاك‌هاي آترواسكلروز، به‌ويژه در ناحيه خلفي بعد از انشعاب، باشد؛ در حالي‌كه در مدل هايپرالاستيك نسبت به ديگر مدل‌ها، نتايج بهتري مشاهده شد.

Increasing the cardiovascular disease had led to the researchers to investigate the blood flow more than before. In this article the effects of artery elasticity on hemodynamic parameters with concerning the interaction between blood and the vessel’s wall had been investigated. The wall shear stress had changed with different times and cannot send the congestion of the vessels. From this point the oscillatory shear index had been said the shear stress without the time average. In this study a 3D model from the left coronary bifurcation with 4 models of wall had been investigated. The result from a pulsatile flow from a non-newtonian flow with the method of two ways coupling by using the method of arbitrary Lagrangian–Eulerian had been calculated. The observation had showed a 13 percent decreasing in the profile of velocities at the bifurcation place in that in the hyperelastic model had the highest subtraction. Also by increasing the toughness of the wall the velocity profile and oscillator shear stress were increased. The average shear stress in the model of rigid had showed the 28 percent difference in comparison with the hyperelastic model. By comparing the results with clinical data showed that, the places with average shear stress 1.10 pa and less than that with presenting the oscillatory shear index is more than 0.3 that can be a potential dangerous places in forming atherosclerosis oscillatory shear index plaque especially in the posterior after the bifurcation. Meanwhile in the hyperelastic model the results are more precise than the other models.