Διερεύνηση αιμοδυναμικού πεδίου στην περιοχή αναστόμωσης αποφραγμένων αρτηριών

Abstract

Μια από τις κύριες μεθόδους χειρουργικής αντιμετώπισης της δημιουργίας στενώσεων σε αρτηρίες ή φλεβικά αγγεία αφορά την παράκαμψη των στενώσεων και την αναστόμωση των αγγείων με μοσχεύματα αγγειακά ή τεχνητά, ώστε να αποκατασταθεί η ροή αίματος. Η επιτυχία της μετεγχειρητικής πορείας του ασθενούς έχει αποδειχθεί ότι επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό και από τη μορφολογία του δημιουργούμενου αιμοδυναμικού πεδίου. Η παρούσα πτυχιακή εργασία αφορά στην μελέτη του αιμοδυναμικού πεδίου σε μοντέλο αρτηρίας που προσομοιάζει την ανθρώπινη αορτή στην οποία έχει τοποθετηθεί αναστόμωση, με την μέθοδο end to side. Σκοπός μας ήταν ο σχεδιασμός και η κατασκευή μιας πειραματικής διάταξης η οποία να επιτρέπει τη μελέτη των ρευστοδυναμικών χαρακτηριστικών του αίματος σε διαφορετικά μοντέλα προσομοίωσης αγγείων σε συνθήκες μόνιμης και παλμικής ροής (προσομοίωση καρδιακής λειτουργίας). Στην παρούσα εργασία πλέον του σχεδιασμού και της κατασκευής της διάταξης, πραγματοποιήθηκε και οπτικοποίηση του ροϊκού πεδίου για διαφορετικές συνθήκες αρχικών παροχών καθώς και για διαφορετικούς λόγους παροχών Αναστόμωσης/Στένωσης σε μόνιμη και παλμική ροή. Τα αποτελέσματα των πειραμάτων ανέδειξαν τις κρίσιμες περιοχές του διαμορφούμενου αιμοδυναμικού πεδίου, όπως είναι οι δημιουργούμενες ζώνες ανακυκλοφορίας κατάντη της στένωσης καθώς η περιοχή της αναστόμωσης. Στο πρώτο κεφάλαιο της εργασίας, παρουσιάζεται μία σύντομη περιγραφή του φυσικού προβλήματος μέσα από προηγούμενες μελέτες. Αναφέρονται οι βασικότερες αιτίες που συμβάλλουν στην εμφάνιση του προβλήματος και οι κύριοι τρόποι αντιμετώπισής του. Στο επόμενο κεφάλαιο, περιγράφονται αναλυτικά τα μέρη του καρδιαγγειακού μας συστήματος, που είναι το περιβάλλον που δημιουργείται το πρόβλημα των στενώσεων. Αναλύονται οι κυριότερες νόσοι όπως η Στεφανιαία νόσος και η Αθηροσκλήρυνση. Εξηγείται τι είναι η αθηρωματική πλάκα και ποιες είναι οι αιτίες εμφάνισής της καθώς και για τον ρόλο των διατμητικών τάσεων που εμφανίζονται στο αιμοδυναμικό πεδίο της αρτηρίας. Στο τρίτο κεφάλαιο περιγράφουμε αναλυτικά τον σχεδιασμό του πειραματικού μοντέλου και της πειραματικής διάταξης αλλά και τις παραδοχές οι οποίες έγιναν κατά την διάρκεια του πειράματος. Στο τελευταίο κεφάλαιο παρουσιάζεται η μέθοδος της οπτικοποίησης και τα αποτελέσματα των περιπτώσεων που μελετήθηκαν σε μόνιμο και παλμικό πεδίο ροής. Τέλος αναφέρονται τα συμπεράσματα που προέκυψαν από την παρούσα εργασία καθώς και προτάσεις για νέα πειράματα.