پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 7 |
| تعداد شماره‌ها | 399 |
| تعداد مقالات | 5,389 |
| تعداد مشاهده مقاله | 5,288,013 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 4,882,755 |
بررسی عددی تأثیر میزان گرفتگی رگ کرونر چپ بر روی اکسیژن رسانی به بافت رگ | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 5، دوره 53، شماره 3 (Special Issue)، خرداد 1400، صفحه 1767-1782 اصل مقاله (1.36 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2020.16804.6445 | ||
| نویسندگان | ||
| حسین امجدی منش؛ امیدرضا عباسی؛ حسینعلی پاکروان* ؛ امید ابوعلی | ||
| دانشگاه شیراز-مهندسی مکانیک/ گروه مهندسی مکانیک حرارت و سیالات | ||
| چکیده | ||
| فعالیت و سوخت‌وساز سلول‌های بدن به شدت وابسته به تأمین پیوسته و کافی اکسیژن از طریق جریان خون می‌باشد. تحت شرایط مختلفی از جمله گرفتگی شریان‌ها، خونرسانی و اکسیژن‌رسانی به سلول‌ها می‌تواند تحت تأثیر قرار گیرد. در پژوهش حاضر به بررسی عددی انتقال اکسیژن در دیواره یک مدل دقیق از شریان کرونر چپ به همراه دو شاخه اصلی در حالت بدون گرفتگی و درصدهای گرفتگی 75% و 84% پرداخته شده است. شبیه‌سازی‌ها با فرض جریان غیرنوسانی، سیال نیوتونی و دیواره صلب انجام شده است. در ابتدا به منظور صحت‌سنجی نتایج، توزیع غلظت اکسیژن درون رگ و همچنین در بافت رگ در یک حالت ساده با یکی از مراجع در این زمینه مقایسه شده است. نتایج نشان می‌دهد که به دلیل وجود انحنا، نیروهای گریز از مرکز و جریان ثانویه شکل می‌گیرد که در نتیجه‌ی آن کاهش قابل‌ملاحظه انتقال جرم اکسیژن به دیواره در سمت انحنای داخلی رگ در مقایسه با دیواره در سمت انحنای خارجی دیده می‌شود. گرفتگی‌های رگ باعث به‌وجودآمدن نواحی با غلظت کم اکسیژن می‌شود و کمترین مقدار فشار جزئی در حدود 3 تا 4 میلی‌متر جیوه در مکان‌های مختلف تغییر می‌کند که احتمال رخ‌دادن هایپوکسیا در این نواحی زیادتر می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش و کاهش 8/12درصدی برای پارامتر P50 تأثیر بسیار ناچیزی بر توزیع غلظت اکسیژن در دیواره‌ی رگ و داخل رگ دارد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| گرفتگی رگ کرونر چپ؛ انتقال جرم اکسیژن؛ شاخه‌ی نزولی قدامی؛ سیرکومفلکس؛ فشار جزئی اکسیژن | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Numerical study of the effect of left coronary artery stenosis on vascular tissue oxygenation | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Hossian Amjadi Manesh؛ Omid Reza Abbasi؛ Hossein Ali Pakravan؛ Omid AbouAli | ||
| School of Mechanical Engineering, Shiraz University, Shiraz, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Cellular metabolism is strongly dependent on the sufficient and continuous supply of oxygen. Cellular oxygenation is performed by blood flow. Blood flow and oxygen delivery to cells can be influenced under several conditions such as arterial stenosis. In the present study, the oxygen delivery to the arterial wall of a precise model of the main left coronary artery and its two main branches for normal artery and stenosis degrees of 75% and 84% is numerically investigated. For all simulations, it is assumed that the flow is steady, blood is Newtonian, and the arterial wall is rigid. Transported oxygen by hemoglobin as well as oxygen consumption in the vessel wall are considered for determining the oxygen content in the vascular tissue. The results of oxygen concentration in the lumen and vascular tissue are validated with a benchmark study. The results indicate that centrifugal forces and secondary flow are formed due to curvature and results in a significant reduction in the mass transfer of oxygen to the myocardial wall relative to the epicardial one. Arterial stenosis results in locations of low oxygen concentration with 3-4 mmHg less than the normal artery, that increases the likelihood of hypoxia in these areas. Finally, the results show that 12.8% reduction in P50 does not have a significant effect on the oxygen concentration in the lumen and vascular tissue. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Left coronary artery stenosis, Oxygen mass transfer, Left anterior descending artery, Circumflex branch of the left coronary, Partial pressure of oxygen | ||
|
سایر فایل های مرتبط با مقاله
|
||
| مراجع | ||
|
[1] A.L. Sutton, Cardiovascular Disorders Sourcebook: Basic Consumer Health Information about Heart and Blood Vessel Diseases and Disorders, Such as Angina, Heart Attack, Heart Failure, Cardiomyopathy, Arrhythmias, Valve Disease, Atherosclerosis, Aneurysms, and Congenital Heart Defects, Including Information about Cardiovascular Disease in Women, Men, Children, Adolescents, and Minorities ; Along with Facts about Diagnosing, Managing, and Preventing Cardiovascular Disease, a Glossary of Related Medical Terms, and a Directory of Resources for Additional Information, 4 ed., Omnigraphics, 2010. [2] M. Naghavi, P. Libby, E. Falk, e. al., From vulnerable plaque to vulnerable patient: a call for new definitions and risk assessment strategies: Part I, Circulation, 108(14) (2003) 1664-1672. [3] S. Berger, L.-D. Jou, Flows in stenotic vessels, Annual review of fluid mechanics, 32(1) (2000) 347-382. [4] G. Rappitsch, K. Perktold, Computer simulation of convective diffusion processes in large arteries, Journal of biomechanics, 29(2) (1996) 207-215. [5] V.S. Vaidya, L.H. Back, R.K. Banerjee, Coupled oxygen transport analysis in the avascular wall of a post-angioplasty coronary artery stenosis, Biorheology, 42(4) (2005) 249-269. [6] N. Sun, N.B. Wood, A.D. Hughes, S.A. Thom, X.Y. Xu, Fluid-wall modelling of mass transfer in an axisymmetric stenosis: effects of shear-dependent transport properties, Annals of biomedical engineering, 34(7) (2006) 1119-1128. [7] L.H. Back, J.R. Radbill, D.W. Crawford, Analysis of oxygen transport from pulsatile, viscous blood flow to diseased coronary arteries of man, Journal of biomechanics, 10(11-12) (1977) 763-774. [8] J. Moore, C. Ethier, Oxygen mass transfer calculations in large arteries, Journal of biomechanical engineering, 119(4) (1997) 469-475. [9] Y. Qiu, J.M. Tarbell, Numerical simulation of oxygen mass transfer in a compliant curved tube model of a coronary artery, Annals of biomedical engineering, 28(1) (2000) 26-38. [10] R.K. Banerjee, O. Kwon, V.S. Vaidya, L.H. Back, Coupled oxygen transport analysis in the avascular wall of a coronary artery stenosis during angioplasty, Journal of biomechanics, 41(2) (2008) 475-479. [11] S. Tada, Numerical study of oxygen transport in a carotid bifurcation, Physics in Medicine & Biology, 55(14) (2010) 3993. [12] X. Liu, Y. Fan, X. Deng, Effect of spiral flow on the transport of oxygen in the aorta: a numerical study, Annals of biomedical engineering, 38(3) (2010) 917-926. [13] S. Kamangar, G. Kalimuthu, I. Anjum Badruddin, A. Badarudin, N. Salman Ahmed, T. Khan, Numerical investigation of the effect of stenosis geometry on the coronary diagnostic parameters, The Scientific World Journal, 2014 (2014). [14] E. Ebrahimnia-Bajestan, M. Raoufi, H. Niazmand., On the effect of blood flow and oxygen mass transfer on development of atherosclerosis, Solid and Fluid Mechanics, 4(2) (2014) 119-132. [15] F. Yan, W.-T. Jiang, R.-Q. Dong, Q.-Y. Wang, Y.-B. Fan, M. Zhang, Blood flow and oxygen transport in descending branch of lateral femoral circumflex arteries after transfemoral amputation: a numerical study, Journal of Medical Biological Engineering, 37(1) (2017) 63-73. [16] Q. Zhang, B. Gao, Y. Chang, The numerical study on the effects of cardiac function on the aortic oxygen distribution, Medical & Biological engineering & Computing, 56(7) (2018) 1305-1313. [17] H.A. Pakravan, M.S. Saidi, B. Firoozabadi, FSI simulation of a healthy coronary bifurcation for studying the mechanical stimuli of endothelial cells under different physiological conditions, Journal of Mechanics in Medicine Biology, 15(05) (2015) 1550089. [18] D. Craiem, M.E. Casciaro, S. Graf, C.E. Glaser, E.P. Gurfinkel, R.L. Armentano, Coronary arteries simplified with 3D cylinders to assess true bifurcation angles in atherosclerotic patients, Cardiovascular Engineering, 9(4) (2009) 127. [19] M. Malvè, A. García, J. Ohayon, M. Martínez, Unsteady blood flow and mass transfer of a human left coronary artery bifurcation: FSI vs. CFD, International communications in heat mass transfer, 39(6) (2012) 745-751. [20] T. Zemplenyi, D.W. Crawford, M.A. Cole, Adaptation to arterial wall hypoxia demonstrated in vivo with oxygen microcathodes, Atherosclerosis, 76(2-3) (1989) 173-179. [21] X. Liu, Y. Fan, X. Deng, F. Zhan, Effect of non-Newtonian and pulsatile blood flow on mass transport in the human aorta, Journal of biomechanics, 44(6) (2011) 1123-1131. [22] G.A. Truskey, D.F. Katz, F. Yuan, Transport Phenomena in Biological Systems, Pearson, 2009. [23] L.H. Back, Analysis of oxygen transport in the avascular region of arteries, Mathematical Biosciences, 31(3-4) (1976) 285-306 [24] Z. Li, F. Yan, J. Yang, Y. Chen, Z. Xu, W. Jiang, D. Yuan, Hemodynamics and Oxygen Transport through Pararenal Aortic Aneurysm Treated with Multilayer Stent: A Numerical Study, Annals of vascular surgery, 54 (2019) 290-297. [25] G. Schneiderman, T.K. Goldstick, Significance of luminal plasma layer resistance in arterial wall oxygen supply, Atherosclerosis, 31(1) (1978) 11-20. [26] F.A. Oski, The role of organic phosphates in erythrocytes on the oxygen dissociation of hemoglobin, Annals of Clinical & Laboratory Science, 1(2) (1971) 162-176. [27] P.D. Wagner, H.E. Wagner, B.M. Groves, A. Cymerman, C.S. Houston, Hemoglobin P50 during a simulated ascent of Mt. Everest, Operation Everest II, High altitude medicine biology, 8(1) (2007) 32-42. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 632 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 903 |
||
