Iranian Journal of Biomedical Engineering (IJBME)

بررسی احتمال ترمبوز در بطن چپ با انفارکتوس مصنوعی به وسیله‌ی معیار زمان ماند: یک تحلیل برهم‌کنش سیّال ـ جامد

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسنده

گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه زابل، زابل، ایران

چکیده
یکی از اطلّاعات مهم در بررسی‌های قلبی ـ عروقی، احتمال بروز عارضه‌ی ترمبوز است. در این میان، ترمبوز بطن چپ قلب، به جهت اهمّیّتی که در سیستم گردش خون دارد، در مطالعات زیادی مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیقات، عوامل مختلف بیوشیمیایی و همودینامیکی به عنوان عوامل آغازگر فرایند ترمبوز مورد توجه واقع شده‌است. زمان ماند خون یکی از شاخص‌های همودینامیکی مهم در تشخیص احتمال تشکیل ترمبوز است. در این مطالعه نیز، همین شاخص به عنوان معیار تشخیص احتمال این عارضه در نظر گرفته شد. در ابتدا هندسه و جابجایی دیواره‌ی بطن چپ از تصاویر MRI به دست آمد و سپس جریان خون در آن با استفاده از روش برهم‌کنش سیّال ـ جامد (FSI) مدل‌سازی شد. مدل‌های عددی انفارکتوس مصنوعی با حذف موضعی این جابجایی‌ها در نواحی مشخّص، ساخته شد. اثر مکان انفارکتوس، درصد سطح آن به سطح بطن، میزان اتّساع و ویژگی موادّ آن به عنوان متغیّرهای مدل‌سازی انتخاب شدند. در مجموع، ۱۶ مدل مختلف انفارکتوس به همراه یک مدل کنترل (بدون انفارکتوس) در نظر گرفته شد. زمان ماند خون با استفاده از رویکرد اویلری و از طریق حل معادله‌ی انتقال ـ نفوذ مربوط به آن همراه با حل جریان، محاسبه شد. تحلیل‌های کمّی و کیفی زمان ماند در مدل‌های مختلف انفارکتوس به هدف بررسی ارتباط آن با احتمال ترمبوز بطن چپ ارائه شد. این تحلیل‌ها نشان داد که ویژگی مواد مربوط به ناحیه‌ی انفارکتوس، تأثیر چندانی بر زمان ماند ندارد. اما مکان و درصد و اتّساع ناحیه‌ی انفارکتوس تأثیرات قابل ملاحظه دارد. نتایج این مطالعه می‌تواند به درک بهتر نقش انفارکتوس در تغییر همودینامیک خون و افزایش خطر ایجاد ترمبوز در بطن چپ کمک کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Assessing Thrombosis Risk of the Left Ventricle with Artificial Myocardial Infarction Using Residence Time Criterion: A Fluid-Structure Interaction Approach

نویسنده English

Ali Imanparast
Department of mechanical engineering, University of Zabol, Iran
چکیده English

Thrombosis risk assessment is a crucial aspect in cardiovascular research. Among thrombotic events, left ventricular thrombosis holds significant importance due to its impact on systemic circulation and has been extensively studied. In these investigations, various biochemical and hemodynamic factors have been identified as potential triggers for thrombus formation. Blood residence time is recognized as a significant hemodynamic index for assessing the likelihood of thrombus development. In present study, we also employed this index as a criterion to evaluate the probability of this complication. Initially, the left ventricle geometry and wall displacement were extracted from MRI images. Subsequently, blood flow within the ventricle was simulated using the Fluid-Structure Interaction (FSI) approach. Computational models of artificial myocardial infarction were developed by locally suppressing these displacements in specific regions. The infarction location, its surface area ratio to the ventricular surface, the degree of dilation, and material properties were selected as modeling variables. In total, 16 distinct infarction models, along with a control model (without infarction), were considered. Blood residence time was calculated using an Eulerian approach by solving the advection-diffusion equation coupled with the flow field solution. Quantitative and qualitative analyses of residence time in different infarction models were performed to investigate its correlation with left ventricular thrombosis probability. These analyses indicated that the material properties of the infarction region have a negligible impact on residence time. However, the location, percentage, and dilation of the infarction area exhibit considerable effects. The findings of this study can contribute to a better understanding of the role of myocardial infarction in altering blood hemodynamics and increasing the risk of left ventricular thrombus formation

کلیدواژه‌ها English

Left Ventricular Myocardial Infarction
Residence Time
Thrombosis
Fluid-Structure Interaction
دوره 18، شماره 4
زمستان 1403
صفحه 409-423

  • تاریخ دریافت 06 فروردین 1404
  • تاریخ بازنگری 19 تیر 1404
  • تاریخ پذیرش 19 تیر 1404