شبیه سازی جریان خون برای پیش بینی احتمال گرفتگی عروق بیماران قلبی

احسان اسلامی، دانش آموخته كارشناسی ارشد رشته مهندسی پزشكی دانشگاه صنعتی امیركبیر درباره جزییات طرح تحقیقاتی خود به خبرنگار علمی ایرنا گفت: این پروژه كارشناسی ارشد كه با عنوان تحلیل عددی جریان خون در بای پس های كرونری با درنظر داشتن روش های مختلف جراحی انجام شد منجر به پارامترهایی شد كه ارزیابی این پارامترها، این قابلیت را به محققان می دهد كه بسیاری از ضایعات و آسیب های احتمالی برای بیمارانی كه تحت عمل جراحی قلب باز قرار گرفته اند را پیش بینی كند.

وی افزود: ابتدا با همكاری مراكز درمانی و پزشكی، تعدادی از تصاویر سی تی آنژیوگرافی افرادی كه عمل جراحی قلب باز روی آنها انجام شده بود را دریافت و ارزیابی كردیم و جریان خون رسانی درون پیوند قلب را با استفاده از هندسه ای كه از پیوندعروقی بیماران داشتیم با نرم‌افزارهای تخصصی، شبیه سازی كردیم.

اسلامی اضافه كرد: در این مرحله به پارامترهای همودینامیك نیاز داشتیم كه با استفاده از آنها پیش بینی كنیم كه آیا عارضه انسداد عروق در طول پیوند، مجددا تكرار می شود یا خیر.

وی خاطرنشان كرد: در این طرح تحقیقاتی، تاثیر احتمالی شاخص های هندسی پیوند بای‌پس نظیر میزان انحناء و خمیدگی هایی كه یك جراح در جریان پیوند اعمال كرده است،زاویه پیوندی و فاصله پیوندی كه شاید جراحان به آنها توجه چندانی هم نداشته باشند و بر وقوع گرفتگی پیوندی مورد تحلیل قرار گرفت.

این پژوهشگر با یادآوری تفاوت های موجود میان تحلیل عددی درباره اعضای بدن انسان و موارد موجود در صنایع گفت: جنس عروق، الاستیك و انعطاف پذیر است كه این انعطاف پذیری بر روند جریان خون، تاثیر بسیار زیادی می گذارد و با تحلیل كاركرد یك قطعه در صنعت بسیار متفاوت است بنابراین ارزیابی وضعیت عروق به نرم افزارهای خاصی نیازمند بود.

وی افزود: در ادامه كار از روش 'تعامل سیال و جامد' استفاده كردیم تا بتوانیم سیال درون عروق (خون) و دیواره عروق را به طور همزمان شبیه سازی كنیم و مورد مطالعه قرار دهیم در نتیجه، سختی كار ما دوچندان شد و روند محاسبات بیش از معمول به طول انجامید.



**شاخص های هندسی، بخیه زدن و تكنیك های جراحی در احتمال انسداد عروق بیماران قلبی تاثیرگذار است



اسلامی درباره نتایج این طرح تحقیقاتی توضیح داد: نتایج این تحقیق نشان می دهد كه شاخص های هندسی بخیه زدن و تكنیك های جراحی در احتمال انسداد عروق بیمارانی كه عمل جراحی قلب باز داشته اند تاثیرگذار است.

وی با استناد به آمار حاصله از تحقیقات صورت گرفته گفت: براساس آمار موجود، به طور تقریبی 10 تا 15 درصد پیوندهای وریدی در طول یك سال بعد از عمل جراحی قلب، دچار انسداد می شوند و نیمی از آنها تنها برای بازه زمانی پنج تا 10 سال موثر خواهند بود و دوباره دچار انسداد می شوند.

اسلامی با بیان اینكه پیوندهای وریدی، بازدهی مناسبی ندارند اظهار داشت: بنا به تحقیقات گسترده ای كه در طول سالهای گذشته انجام شده است اختلال آترسكلروزیس(Atherosclerosis) كه منشاء گرفتگی های عروقی است تحت تاثیر عوامل متعدد بیولوژیك و بیومكانیك رخ می دهد كه ما در تحقیقات خود به بررسی عوامل بیومكانیك پرداختیم و پارامترهای جریانی را ارزیابی كردیم.

وی ادامه داد: نتایج نهایی تحقیق نشان داد علاوه بر میزان انحناء، اندازه گرادیان انحناء نیز نقش زیادی در ناكامی پیوند بای‌پس ایفا می كند به طوری كه تغییرات شدید انحناء در پیوند، احتمال گرفتگی درون آن را به طور قابل ملاحظه ای افزایش می دهد.

این محقق جوان درباره پیوندهای دوتایی یا تركیبی (composite grafting) در بیماران قلبی نیز گفت: گاهی یك بیمار دچار دو انسداد عروقی است كه بنا به تشخیص جراح، از پیوند دوتایی (یك رگ واحد كه دو شاخه می شود) استفاده می كند كه ما در تحقیق خود، در یك هندسه واقعی، جریان خون را شبیه سازی كرده و پارامترهای تاثیرگذار بر احتمال انسداد این نوع خاص از عروق پیوندی را مورد بررسی قرار دادیم.

به گفته وی پیوندهای دوتایی عروق قلب درمقایسه با پیوندهای معمول و سنتی، زیاد قابل قبول و رضایتبخش نبوده و بخصوص در حوالی دو شاخگی رگ، احتمال انسداد عروق در آینده بسیار افزایش خواهد یافت.

این پژوهشگر به جراحان پیشنهاد كرد تا حد ممكن، از این روش استفاده نكنند چراكه تقسیم جریان به طور كلی سبب كاهش اندازه تنش وارد بر دیواره های پیوندی می شود و این كاهش تنش، مطلوب نیست زیرا در پی آن، چربی ها و كلسترول فرصت بیشتری برای تجمع در نقاط مستعد پیدا می كنند و بروز انسداد را باعث می شوند.

وی تصریح كرد: به طور كلی كاهش مقادیر تنش برشی وارد شده بر دیواره عروق، اثرات بلندمدت جبران ناپذیری خواهد داشت.

این پروژه تحقیقاتی در دانشكده مهندسی پزشكی دانشگاه صنعتی امیركبیر و تحت راهنمایی دكتر ناصر فتورائی انجام شده است.

علمی (4)**1055**1440