تحلیل عددی اثر گرانش بر جریان خون در عروق مغزی با بهره گیریاز تصاویر سی تی آنژیوگرافی: مطالعه موردی یک مرد سالم

تحلیل جریان خون در شریان های مغزی از موضوعات دارای کاربردهای بالینی پر اهمیت است. بررسی سوابق تحقیقاتی نشان می دهد که تاکنون در خصوص بررسی جریان خون در رگ های حلقه ویلیس با بررسی تنش برشی روی دیواره و هم چنین با در نظر گرفتن اثرات هایپرالاستیک بودن دیواره رگ و برهم کنش سیال و سازه(Fluid-Structure Interaction) در شرایط مختلف گرانش، ارائه نشده است. این مطالعه در حوزه طب هوا-فضا دارای کاربرد می باشد.

مواد و روش ها: 

برای بررسی جریان خون در شریان های مغزی و هم چنین تنش روی دیواره آن ها در شرایط مختلف گرانش از روش های دینامیک سیالات محاسباتی (Computational Fluid Dynamics) استفاده شده است. حلقه ویلیس به عنوان مجاری انعطاف پذیرمعرفی و رفتار دیواره رگ هایپرالاستیک فرض شد. حل جریان به روش برهم کنش سیال و سازه در دو شتاب گرانشی صفر و 8/9 متر بر مجذور ثانیه مورد بررسی قرار گرفت. برای طراحی هندسه، تعداد 248 تصویر سی تی آنژیوگرافی استفاده شده است. شرایط مرزی با احتساب چندشاخگی و خودتنظیمی، در ورودی و خروجی شریان ها اعمال شد.

یافته های پژوهش:

 در حالت گرانش 8/9 متر بر مجذور ثانیه، مقدار حداکثر تنش برشی روی دیواره برابر 9/3 پاسکال و در حالتی که از گرانش صرف نظر شد، مقدار آن برابر با 5/6 پاسکال به دست آمد. با بررسی نتایج جریان خون در گرانش 8/9 متر بر مجذور ثانیه، فشارخون در رگ های بالایی حلقه ویلیس نسبت به فشارخون خروجی از قلب، کاهش چشم گیری داشته است.

بحث و نتیجه گیری: 

با توجه به این که نرخ تولید مواد بیوشیمیایی در پاسخ به محرک مکانیکی رابطه مستقیمی با تنش برشی دارد، پیش بینی می شود که در رگ های ارتباطی خلفی و قدامی (Anterior and posterior communication arteries) آن نوع واکنش های بیوشیمیایی بیشتر از دیگر رگ های مورد بررسی رخ دهد. از نتایج به دست آمده از این پژوهش می توان در آزمایش های فیزیولوژی فضانوردان و مطالعات مکانوبیولوژیکی عروق مغزی در شرایط پاتولوژیکی و نیز در مطالعات رشد و ترمیم در پزشکی بازساختی استفاده نمود.