شبیه سازی جریان خون برای پیش بینی احتمال گرفتگی عروق بیماران قلبی
احسان اسلامی، دانش آموخته کارشناسی ارشد رشته مهندسی پزشکی دانشگاه صنعتی امیرکبیر درباره جزییات طرح تحقیقاتی خود به ایرنا گفت: این پروژه کارشناسی ارشد که با عنوان تحلیل عددی جریان خون در بای پس های کرونری با درنظر داشتن روش های مختلف جراحی انجام شد منجر به پارامترهایی شد که ارزیابی این پارامترها، این قابلیت را به محققان می دهد که بسیاری از ضایعات و آسیب های احتمالی برای بیمارانی که تحت عمل جراحی قلب باز قرار گرفته اند را پیش بینی کند.
وی افزود: ابتدا با همکاری مراکز درمانی و پزشکی، تعدادی از تصاویر سی تی آنژیوگرافی افرادی که عمل جراحی قلب باز روی آنها انجام شده بود را دریافت و ارزیابی کردیم و جریان خون رسانی درون پیوند قلب را با استفاده از هندسه ای که از پیوندعروقی بیماران داشتیم با نرم افزارهای تخصصی، شبیه سازی کردیم.
اسلامی اضافه کرد: در این مرحله به پارامترهای همودینامیک نیاز داشتیم که با استفاده از آنها پیش بینی کنیم که آیا عارضه انسداد عروق در طول پیوند، مجددا تکرار می شود یا خیر.
وی خاطرنشان کرد: در این طرح تحقیقاتی، تاثیر احتمالی شاخص های هندسی پیوند بای پس نظیر میزان انحناء و خمیدگی هایی که یک جراح در جریان پیوند اعمال کرده است،زاویه پیوندی و فاصله پیوندی که 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، الاستیک و انعطاف پذیر است که این انعطاف پذیری بر روند جریان خون، تاثیر بسیار زیادی می گذارد و با تحلیل کارکرد یک قطعه در صنعت بسیار متفاوت است بنابراین ارزیابی وضعیت عروق به نرم افزارهای خاصی نیازمند بود.
وی افزود: در ادامه کار از روش 'تعامل سیال و جامد' استفاده کردیم تا بتوانیم سیال درون عروق (خون) و دیواره عروق را به طور همزمان شبیه سازی کنیم و مورد مطالعه قرار دهیم در نتیجه، سختی کار ما دوچندان شد و روند محاسبات بیش از معمول به طول انجامید.
**شاخص های هندسی، بخیه زدن و تکنیک های جراحی در احتمال انسداد عروق بیماران قلبی تاثیرگذار است
اسلامی درباره نتایج این طرح تحقیقاتی توضیح داد: نتایج این تحقیق نشان می دهد که شاخص های هندسی بخیه زدن و تکنیک های جراحی در احتمال انسداد عروق بیمارانی که 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 یک 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 اینکه پیوندهای وریدی، بازدهی مناسبی ندارند اظهار داشت: بنا به تحقیقات گسترده ای که در طول سالهای گذشته انجام شده است اختلال آترسکلروزیس(Atherosclerosis) که منشاء گرفتگی های عروقی است تحت تاثیر عوامل متعدد بیولوژیک و بیومکانیک رخ می دهد که ما در تحقیقات خود به بررسی عوامل بیومکانیک پرداختیم و پارامترهای جریانی را ارزیابی کردیم.
وی ادامه داد: نتایج نهایی تحقیق نشان داد علاوه بر میزان انحناء، اندازه گرادیان انحناء نیز نقش زیادی در ناکامی پیوند بای پس ایفا می کند به طوری که 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 ترکیبی (composite grafting) در بیماران قلبی نیز گفت: گاهی یک بیمار دچار دو انسداد عروقی است که بنا به تشخیص جراح، از پیوند دوتایی (یک رگ واحد که دو شاخه می شود) استفاده می کند که ما در تحقیق خود، در یک هندسه واقعی، جریان خون را شبیه سازی کرده 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 کرد تا حد ممکن، از این روش استفاده نکنند چراکه تقسیم جریان به طور کلی سبب کاهش اندازه تنش وارد بر دیواره های پیوندی می شود و این کاهش تنش، مطلوب نیست زیرا در پی آن، چربی ها و کلسترول فرصت بیشتری برای تجمع در نقاط مستعد پیدا می کنند و بروز انسداد را باعث می شوند.
وی تصریح کرد: به طور کلی کاهش مقادیر تنش برشی وارد شده بر دیواره عروق، اثرات بلندمدت جبران ناپذیری خواهد داشت.این پروژه تحقیقاتی در دانشکده مهندسی پزشکی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و تحت راهنمایی دکتر ناصر فتورائی انجام شده است.
