تحلیل جریان خون در حلقه‌ی ویلیس مغزی با استفاده از تصاویر سی تی اسکن و روش برهمکنش سیال-سازه

بررسی جریان خون مغزی اهمیت زیادی در شناخت چگونگی ایجاد و شرایط خطر آفرین بیماریهای عروق مغزی دارد. از این‌رو در این مطالعه با دیدگاه نوآورانه اهمیت بخشی به انعطاف‌پذیری دیواره، جریان خون در حلقه‌ی ویلیس و همچنین تنش برشی روی دیواره آن عروق بررسی شده است. در این پژوهش، برای طراحی هندسه و مدل قابل‌استفاده برای حل جریان خون، تصویر سی تی آنژیوگرافی مورد استفاده قرار گرفت است. از روش اجزای محدود جهت حل محاسباتی مساله بهره‌گیری شد. حلقه‌ی ویلیس به‌عنوان مجاری انعطاف‌پذیر معرفی ‌شده است. خواص مکانیکی دیواره‌ی رگ‌ هایپرالاستیک فرض شد. بنابراین حل جریان به روش برهمکنش سیال و سازه مورد مطالعه قرار گرفته است. شرایط مرزی خون با احتساب چندشاخگی و همچنین خودتنظیمی، در ورودی و خروجی شریان‌ها بررسی شد. مقدار حداکثر تنش برشی برابر 9/3 پاسکال به‌دست آمد. فشارخون در رگ‌های بالایی حلقه‌ی ویلیس نسبت به فشارخون خروجی از قلب، کاهش چشم‌گیری داشته است. بررسی نتایج کانتور تنش برشی در زمان دیاستول نشان داد که مقدار بیشینه‌ی تنش برشی در رگ PCA اتفاق می‌افتد و مقدار تنش برشی بر روی ابتدای رگ‌های ACA کمینه است. رویکرد در پیش گرفته شده در این پژوهش در استفاده از تصاویر رادیولوژی هر شخص خاص، می‌تواند در فهم شرایط ایجاد و توسعه بیماری‌های عروقی ارزشمند باشد و نیز در شرایط حاد این نوع بیماریها، با پیش‌بینی خطرهایی مانند پارگی رگ‌ها بر اساس تغییرات تنش برشی روی دیواره، پزشکان را در اتخاذ اقدامات لازم برای جلوگیری از هرگونه خطر احتمالی یاری رساند.