به صورت عددی؛

محققان امیرکبیر موفق به بررسی جریان خون در عروق برای ساخت رگ‌های مصنوعی شدند

محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق به بررسی عددی جریان خون و تحلیل آن شدند که در مهندسی پزشکی و ساخت رگ‌های مصنوعی کاربرد دارد.

کد خبر: ۸۹۳۹۰۲

دوشنبه - ۱۰ آذر ۱۳۹۹ / November 30, 2020

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو به نقل از روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، حسین تمیم فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «تحلیل عددی جریان ضربانی خون بر انتقال لیپوپروتین‌های کم چگال (ال دی ال) در رگ کرونر چپ خمیده با فرض غیر نیوتونی خون» گفت: نظر به رشد روزافزون بیماری‌های قلبی عروقی خصوصا تصلب شرایین در جوامع امروز بشری، مطالعه خاستگاه، نقاط مستعد و عوامل موثر در بروز این عارضه بیش از پیش احساس می‌شود.

وی افزود: مدل سازی‌های ساده که اغلب با واقعیت فیزیولوژی پیچیده رگ‌های کرونری اختلاف بسیاری داشته از یکسو و ارایه حل‌های تقریبی از سوی دیگر ضرورت انجام یک پژوهش جامع دقیق را در جهت مرتفع ساختن این نواقص ایجاد کرده است.

وی ادامه داد: نتایج این رساله می‌تواند به متخصصان قلب در جهت کشف نقاط پر خطر و مراحل شکل گیری تصلب شریان کمک شایانی نماید.

تمیم با بیان اینکه مقایسه نتایج این پژوهش با تصاویر آنژیوگرافی از شکل گیری هسته‌های اولیه پلاک در رگ‌های کرونری نشان از موفقیت آمیز بودن آن در کشف نقاط مستعد بروز گرفتگی رگ بوده است، گفت: از سوی دیگر برای نخستین بار رابطه‌ای میان غلظت ذرات چربی در جداره رگ و ضخامت لایه چربی در شریان‌ها استخراج و پیشنهاد شد.

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر ادامه داد: با توجه به اینکه غلظت چربی در جداره رگ‌ها پارامتر کلیدی و تعیین کننده‌ای در میزان نرخ نفوذ و نشست ذرات به شمار می‌رود، این رابطه می‌تواند بسیار موثر بوده و در مطالعات آتی مورد توجه محققان قرار گیرد.

فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر اضافه کرد: در این پژوهش از یکی از قدرتمند‌ترین تکنیک‌های دینامیک سیالات محاسباتی بهره برده شده است. در همین راستا، نخست دامنه محاسباتی مبتنی بر هندسه سه بعدی یک شریان کرونری خمیده انتخاب و معادلات حاکم در قالب یک دستگاه مختصات مناسب پیاده سازی شد.

وی با بیان اینکه شبیه سازی عددی جریان خون در حالت ضربانی و غیرضربانی، نیوتنی و غیرنیوتنی از دیگر دستاورد‌های این پروژه بوده است، گفت: علاوه بر روش عددی از مدل تحلیلی نیز به صورت مرکب جهت پیش بینی میزان چربی نفوذ کرده در دیواره رگ و همچنین میزان چربی نشست کرده در هریک از لایه‌های مختلف تشکیل دهنده آن سود برده شده است.

وی با اشاره به کاربرد‌های این طرح گفت: نتایج این تحقیق در صنعت ساخت تجهیزات پزشکی مرتبط از قبیل ساخت استنت‌های مختلف، رگ‌های مصنوعی و ... کاربرد دارد.

وی ادامه داد: علاوه بر آن متخصصان قلب با تکیه بر یافته‌های این رساله قادر به پیش بینی دقیق‌تر محل گرفتگی عروق، مدت زمان لازم برای رشد گرفتگی و بحرانی شدن آن هستند. لازم به ذکر است کد محاسباتی توسعه داده شده در این رساله قابلیت پیش بینی میزان دوز دارو‌های تجویز شده در بخش‌های مختلف رگ‌های کرونری را داشته که این امر در حوزه دارو رسانی به موضع هدف بسیار حائز اهمیت است.

تمیم افزود: تعمیم روش مورد استفاده برای سایر شریان‌های حیاتی بدن انسان نظیر شریان‌های کاروتید و مطالعه آزمایشگاهی و تجربی مساله در شرایط شبیه سازی شده آزمایشگاهی از اهداف آتی این طرح به شمار می‌رود.

وی با اشاره به ویژگی‌های طرح گفت:قابلیت توسعه و انعطاف پذیری بالای طرح برای پیاده سازی در سایر موارد، دقت بالای طرح، هزینه بسیار اندک طرح و جامعیت آن از ویژگی‌های پروژه محسوب می‌شود.

وی با اشاره به مزیت‌های رقابتی طرح گفت: انعطاف پذیری کد نگاشته شده برای کاربرد در سایر ارگان‌های بدن، یا برای توابع هدفی غیر از غلظت چربی و متن باز بودن آن از مزایای رقابتی این طرح به شمار می‌رود ک نسبت به برخی از نرم افزار‌های تجاری موجود مقرون به صرفه‌تر است.

به گفته وی، صنعت ساخت تجهیزات پزشکی، صنعت داروسازی، مهندسی پزشکی و جراحی قلب و عروق از جمله کاربرد‌های این پروژه محسوب می‌شوند.

گفتنی است، استاد راهنمای این پروژه عباس عباسی استاد دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر، و اساتید مشاور کامبیز وفایی استاد دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه ریورساید کالیفرنیا و ناصر فتورائی دانشیار دانشکده مهندسی پزشکی دانشگاه صنعتی امیرکبیر بودند.