Αιματικές ροές - Φαινόμενα ιξωδοελαστικότητας

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο - Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

Βρίσκεστε εδώ:: Περιγραφή

Περιγραφή

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ

Το παρόν έργο αποτελεί επέκταση του έργου με τίτλο ‘Ανάπτυξη Λογισμικού Διερεύνησης Αιματικών Ροών’ και κωδικό 01ΕΡ24 το οποίο έχει ήδη υλοποιηθεί και ολοκληρωθεί επιτυχώς . Ο συσχετισμός του έργου 01ΕΡ24 με την παρούσα πρόταση φαίνεται στο σχήμα 1.

 

Ως επέκταση του προαναφερθέντος έργου το παρόν έργο αποσκοπεί σε

1) Ανάπτυξη λογισμικού προσομοίωσης χρονικά μεταβαλλόμενων αιματικών ροών: Στη βάση του ήδη αναπτυχθέντος κώδικα θα προστεθεί η δυνατότητα υπολογισμού χρονικά μεταβαλλόμενων ροών. Αυτό θα γίνει έτσι ώστε να υπάρχει η δυνατότητα μελέτης της αιματικής ροής σε μοντέλο αρτηρίας όταν στα άκρα αυτού εφαρμόζεται κυμαινόμενη ροή. Η κυμαινόμενη διαφορά πίεσης δημιουργεί συνεχείς μεταβολές στο πεδίο ροής και κατ’ επέκταση στην διατμητική τάση σε οιοδήποτε σημείο του αρτηριακού τοιχώματος. Η τελευταία αναφέρεται στην βιβλιογραφία ως ένας από τους λόγους γένεσης αλλά και επιδείνωσης της αθηρωματικής πλάκας. Με την προσθήκη αυτής της δυνατότητας θα μπορεί να εισαχθεί η ρεαλιστική κυματομορφή πίεσης ως οριακή συνθήκη και έτσι η προκαλούμενη ροή στο αρτηριακό μοντέλο να προσομοιάζει σε μεγαλύτερο βαθμό την πραγματική ροή σε αρτηρία. Για την ακριβέστερη προσομοίωση της ρεολογικής συμπεριφοράς του αίματος θα εισαχθούν στον κώδικα ιξωδοελαστικά μη Νευτώνεια μοντέλα τα οποία λαμβάνουν υπ’ όψιν την χρονική μεταβολή της ροής ορμής. Αυτό απαιτεί επέκταση της μονοδιάστατης έκφρασης των μοντέλων σε τρεις διαστάσεις.

2) Μελέτη αιμοδυναμικών παραγόντων σε χρονικά μεταβαλλόμενες ροές: Βάσει των ήδη υπαρχόντων αποτελεσμάτων τα οποία αφορούσαν χρονικά μη μεταβαλλόμενες ροές και αποσκοπούσαν στον προσδιορισμό του σημείου που εμφανίζονται ακρότατα διατμητικής τάσης καθώς και των τιμών αυτών, θα επιδιωχθεί επέκταση των αποτελεσμάτων για χρονικά μεταβαλλόμενες ροές. Συγκεκριμένα θα εξεταστεί το πεδίο ροής σε μοντέλο αρτηρίας στα άκρα του οποίου εφαρμόζεται η πραγματική κυματομορφή ροής και που εμπεριέχει τριδιάστατο γεωμετρικό μοντέλο ανευρύσματος προσομοιάζοντας έτσι την ροή στην κοιλιακή αρτηρία, σε τμήμα της οποίας παρουσιάζεται ανεύρυσμα. Οι αιμοδυναμικοί παράγοντες που θα εξετασθούν είναι (i) το εύρος της κυμαινόμενης διατμητικής τάσης στο τοίχωμα σε μία περίοδο καρδιακού παλμού καθώς και το σημείο που αυτό εμφανίζεται (ii) το πεδίο ροής και συγκεκριμένα οι ζώνες ανακυκλοφορίας που δημιουργούνται λόγω της παρουσίας της στένωσης ή του ανευρύσματος σε συνδυασμό με την επιτάχυνση και επιβράδυνση της ροής λόγω εφαρμογής της κυμαινόμενης διαφοράς πίεσης.