نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی دکترای بیومکانیک، آزمایشگاه مهندسی قلب و عروق، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
2 استادیار، آزمایشگاه مهندسی قلب و عروق، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
3 کارشناسی ارشد بیومکانیک، آزمایشگاه مهندسی قلب و عروق، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
چکیده
گرفتگی های شریانی و بیماری های قلبی- عروقی ناشی از آن مانند تصلب شرائین، از دلایل عمده مرگ و میر در دنیاست. در این مقاله، با استفاده از یک مدل غیرخطی سه بعدی از شریان کاروتید دارای گرفتگی نامتقارن و با در نظر گرفتن تعامل میان جامد و سیال (FSI)، جریان خون در این شرایط مدلسازی شد. برای انجام دادن شبیه سازی از نرم افزار انسیس بهره گرفته شد. با توجه به بررسی های انجام گرفته این نرم افزار از توانایی مناسبی در تحلیل مسائل FSIبرخوردار نیست. بنابراین با استفاده از کدنویسی در محیط ماکروی نرم افزار، دسترسی به الگوریتم حل مساله FSI از طریق روش کوپلینگ ضعیف میسر شد. تغییرات قابل توجه فشارخون بصورت موضعی و افت شدید فشار و در نتیجه ایجاد تنش فشاری در پایین دست گرفتگی، پروفیل متغیر تنش برشی در منطقه گرفتگی و تغییرات قابل توجه آن پس از گرفتگی، تغییرات قابل توجه پروفیل سرعت و ازدیاد قابل توجه جریان های برگشتی در اثر افزایش میزان خروج از مرکز پلاک، از جمله نتایج به دست آمده در پژوهش حاضر است. نتایج به دست آمده در ارزیابی وخامت بیماری، امکان پیشروی بیماری و پیش بینی محل های مستعد برای شکست پلاک آتروسکلروتیک استفاده می گردد.
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Effect of Arterial Stenosis Eccentricity on Blood Flow Using Fluid-Structure Interaction Method
نویسندگان [English]
- Afsane Mojra 1
- Mohammad Tafazzoli Shadpour 2
- Ehsan Yakhshi Tafti 3
1 Ph.D Candidate in Biomechanics, Cardiovascular Engineering Lab, Biomedical Engineering School, Amirkabir University of Technology
2 Assistant Professor, Cardiovascular Engineering Lab, Biomedical Engineering School, Amirkabir University of Technology
3 M.Sc. Graduate in Biomechanics, Cardiovascular Engineering Lab, Biomedical Engineering School, Amirkabir University of Technology
چکیده [English]
Arterial stenosis and the consequent cardiovascular diseases such as atherosclerosis remain the major cause of mortality in the world. In this study, blood flow was analyzed in a three-dimensional model of stenosed carotid artery with asymmetric stenosis utilizing fluid-structure interaction method. The modeling was performed by ANSYS finite element software. To overcome the software inconsistency in FSI mode, a new code was designed in ANSYS multi-physics environment for coupling of solid and fluid domains via incremental boundary iteration method. The results indicated a considerable variation of local blood pressure, velocity and shear stress in stenosed artery, high pressure drop along stenosis, compressive stress and larger flow separation zone in the post-stenotic region as the result of increased eccentricity of stenosis. The results might be applied in evaluation of plaque severity, progression of disease, plaque growth and vulnerable regions of plaque to fracture.
کلیدواژهها [English]
- Arterial stenosis
- Blood flow
- fluid-structure interaction
- Plaque rupture
- finite element method