نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی
نویسندگان
1 دانشیار گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس
2 دانش آموخته کارشناس ارشد مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس
3 دانشیار گروه فیزیک پزشکی، دانشکده پزشکی، دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
مدل سازی جریان خون و جداره شریان در شریان های بزرگ از جمله شریان کاروتید و استفاده از اندازه گیری های التراسونیک، امکان ارزیابی بالینی غیرتهاجمی متغیرهای همودینامیکی را فراهم می سازد. برای دستیابی به این هدف مدل غیر خطی ریاضی برای جریان پالسی شریان با استفاده از تئوری تقریبی «جریان موضعی» پیشنهاد شده است. در مدل پیشنهادی، با اندازه گیری شعاع لحظه ای و سرعت خون در خط مرکزی شریان می توان پروفیل سرعت جریان خون، گرادیان فشار و ضریب الاستیسیته را محاسبه کرد. در این تحقیق، یک مدل ریاضی گرادیان فشار، در یک رگ الاستیک باریک شونده، با استفاده از سرعت خط مرکزی جریان خون ارایه شده است که با استفاده از یک حل کننده معادلات ناویر- استوکس تراکم ناپذیر برای سیال نیوتنی، با مدل الاستیک یا ویسکوالاستیک پیوست شده و حل شده اند. نتایج مدل سازی و شبیه سازی نشان می دهد که با استفاده از داده های داپلر التراسوند، می توان الاستیسیته شریان را برآورد کرد. توافق خوبی میان نتایج مدل و اندازه گیری های تجربی، مشاهده شد. اجرای روش حاضر به صورت بالینی نسبتا ساده بود و با استفاده از متغیرهای قابل اندازه گیری در تصاویر حاصل از سیستم های داپلر اولتراسوند، می توان تغییرات موضعی شریان را به خوبی ارزیابی کرد.
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Determination Of Elastic Modulus Of Artery Wall By Modeling Of Artery Wall And Blood Flow
نویسندگان [English]
- Mehdi Maerefat 1
- Asghar Khoushkar Shalmani 2
- Manije Mokhtari Dizaji 3
1 Associate professor, Mechanics Department, Engineering School, Tarbiat Modares University
2 MS Mechanical Engineer, Engineering School, Tarbiat Modares University
3 Associate professor, Medical Physics Department, Medical School, Tarbiat Modares University
چکیده [English]
Modeling of blood flow and arterial wall in large arteries such as carotid artery, using ultrasonic measurements, allows non-invasive evaluation of clinically interesting homodynamic variables. In this study, a nonlinear mathematical model for the pulsatile arterial flow is proposed using the approximation of “local flow” theory. The blood velocity profile, the pressure gradient and the elastic modulus can be calculated using the model by measuring instantaneous radius and center-line blood velocity. An original mathematical model of pressure gradient in a tapered and elastic tube, using center-line blood velocity, is presented. A Newtonian incompressible Navier-Stokes solver coupled with elastic or visco-elastic arterial wall model is developed to solve the equations of model. The results of modeling and simulation indicate that the approach can estimate the elastic modulus of arterial wall from ultrasonic data. There is a good agreement between the computed arterial wall elasticity and the measured one. The method presented is relatively simple to implement clinically and can be taken as a new diagnostic tool for detecting local vascular change.
کلیدواژهها [English]
- elastic modulus
- Blood pressure
- Pulsatile Flow
- Ultrasound
- Coupled Fluid/Solid Model