ارس فایل » پایان نامه مدل جریان خون در سیستم شریانی
علت هر شکستی، عمل کردن بدون فکر است. (الکس‌مکنزی)
ضمانت بازگشت
فایل های تست شده
پرداخت آنلاین
تضمین کیفیت
دانلود فوری

قیمت فایل : 5900 تومان

نوع فایل : پایان نامه تعداد صفحات : 50 حجم فایل (مگابایت) : 1.503 فرمت فایل : ورد نرم افزارهای مورد نیاز : microsoft office
<span itemprop="name">پایان نامه مدل جریان خون در سیستم شریانی</span>

پایان نامه مدل جریان خون در سیستم شریانی

 

۱-چکيده

 

به طور کلي شبيه‌سازي هر پديده‌ي واقعي در صورتي‌که به نحو مطلوبي انجام گيرد مي‌تواند در شناخت، بررسي و تحليل رفتار آن پديده موثر باشد. امروزه علم شبيه‌سازي را در شاخه‌هاي مختلفي از جمله علم مهندسي پزشکي مي‌توان ديد.

هدف از اين تحقيق توسعه‌ي يک مدل محاسباتي بيوفيزيکالي و آناتوميکالي سيستم شرياني mesenteric است. سيستم مذکور، عمده‌ي خونرساني روده‌ها را بر عهده دارد. اين مدل براي آزمايش دقيق جريان خون روده‌اي به‌کار مي‌رود. همچنين کاربردهاي کلينيکي ويژه‌اي، مخصوصا در رابطه با ايسکمي mesenteric دارد. ايسکمي mesenteric مشکل عروقي پيچيده‌اي است که در نتيجه‌ي باريک‌شدگي و تصلب رگ‌هاي خوني که روده‌ي بزرگ و کوچک را اکسيژن‌رساني مي‌کند، به وجود مي‌آيد. به عنوان مثال چندين نشانه براي ايسکمي قلبي وجود دارد که مهم‌ترين آن‌ها تغيير در الکتروکارديوگرام فرد است. ولي تشخيص ايسکمي خطرناک mesenteric بدون استفاده از آنژيوگرافي و روش‌هاي تصويربرداري به دليل طبيعت ناشناخته‌ي بيماري ممکن نيست. فهم چگونگي انتشار خون هنگام شرايط ايسکمي، مي‌تواند ابزار کلينيکي مفيدي جهت کمک به تشخيص زودهنگام پزشکان باشد. اولين قدم براي نايل‌شدن به اين هدف، توسعه‌ي يک مدل محاسباتي از سيستم شکمي و استفاده از آن براي شبيه‌سازي جريان خون واقعي در شرايط نرمال مي‌باشد. در اين تحقيق جريان خون در سيستم mesenteric يک‌بعدي در نظر گرفته مي‌شود و مدل با استفاده از روش‌هاي عددي حل مي‌شود. اين امر طرح عددي مطلوبي را براي مدل‌کردن جريان خون سه‌بعدي ضربان‌دار  با استفاده از يک بعد فراهم مي‌کند و تغييرات  قطر رگ، توزيع فشار و سرعت خون را در طول رگ شبيه‌سازي مي‌کند.

 

۲-مروري بر تحقيقات انجام شده :

 

از زماني‌که مدل يک بعدي سيستم شرياني انسان به وسيله EULER در سال ۱۷۷۵ معرفي شد تا به امروز، مدلي که تمام جنبه‌هاي هموديناميکي سيستم شرياني انسان را در بربگيرد، توسعه داده نشده است. اين امر ناشي از طبيعت غير‌خطي جريان خون در شبکه‌ي پيچيده و ويسکوالاستيک عروقي و وجود انشعابات فراوان مي‌باشد. دليل ديگر اين است که خون ماده‌ي پيچيده‌اي است و سيستم گردش خون توانايي تطبيق و تنظيم خود را با شرايط محيط دارد. اين عوامل رويهمرفته مدلسازي جريان خون واقعي را دشوار مي‌سازد.

در طي سه دهه‌ي گذشته مطالعات متعددي براي آناليز جريان خون در شريان‌هاي تکي و انشعابي صورت گرفته است.womersly  در سال ۱۹۵۵، Atabek و Lew در۱۹۶۶، Cox در ۱۹۶۸، Rubinow و Keller در ۱۹۷۶، Bauer و Buses در ۱۹۷۵، Schwerdt و Constantinescu در ۱۹۷۶Baue , در ۱۹۸۵، Holestein در سال ۱۹۸۴-۱۹۸۰، Gidden  در سال  ۱۹۸۳ و  Sekhonدر ۱۹۸۵ در اين زمينه به تحقيق پرداخته‌اند.

اين چنين مطالعاتي از نظر کاربردهاي عملي به دليل اين‌که سيستم شرياني واقعي انسان از تعداد زيادي اتصالات رگ‌ها با طول‌ها و مقاطع مختلف تشکيل شده، محدود شده است. بنابراين نمي توان با سيستم گردش خون به عنوان يک رگ تنها برخورد کرد.

مک دونالد در سال ۱۹۷۴ از مدل ويندکسل براي تعيين برون‌ده قلبي با فرض سرعت نامحدود موج پالسي استفاده کرده است. در سال (۱۹۶۵ و ۱۹۶۶) فيلر يک مدل براي رگ‌هاي سيستميک سگ که شامل ۴۱ بلوک ۴ مسيره  از جنس تيوب‌هاي الاستيکي مي‌باشد، پيشنهاد داده است. مدلي که تيلور در سال ۱۹۶۶ پيشنهاد داد، شامل يک درخت شريانيست که شاخه‌هايش داراي طولي با توزيع رندوم مي‌باشد.

نوردرگراف (در سال ۱۹۵۶ تا ۱۹۶۳) يک مدل شبه الکتريکي از درخت شرياني سيستميک که شامل ۱۱۳ RLC مي باشد پيشنهاد داده است. وسترهوف و نوردرگراف در سال ۱۹۶۸ مدل الکتريکي مذکور را بهينه‌سازي نمودند.

(۱۹۸۰) Avolio مدل پيچيده‌اي را که شامل ۱۲۸ شاخه بود فرموله کرد. او از مقايسه‌ي الکتريکي براي آناليز تاثيرات امواج منتشر شده تحت شرايط جريان ضربان‌دار استفاده کرد که البته در اين مدل انعکاس موج‌ها در نظر گرفته نشده بود.

استفاده از روش‌هاي تصويربرداري (MRI و CT-SCAN) براي بازسازي مدل سه‌بعدي رگ در نوشتجات بسياري مورد بحث قرار گرفته است. بيشتر تحقيقات درمورد هموديناميک جريان‌خون محدود به شبکه‌هاي ساده يا هندسه‌ي ايده‌آل آن است و در بيشتر مطالعات الگوهاي جريان خون با استفاده از هندسه‌ي آناتوميکي حقيقي تفسير مي‌شود. تصويربرداري چندبعدي شامل MRI و CT scan و آنژيوگرافي MR (MRA) براي شبيه‌سازي هندسه‌ي بخش‌هاي مختلف سيستم شرياني انسان مورد استفاده قرار مي‌گيرد. تاکنون هيچ‌گونه تلاشي براي شبيه‌سازي سيستم شرياني mesenteric صورت نگرفته است.

در سال‌هاي اخير مدل‌هاي سه‌بعدي براي مطالعه‌ي اثرات نيروهاي برشي ديواره‌ي رگ روي گسترش زخم‌ها و تصلب شرائين در شبکه‌هاي شرياني ساده توسعه داده شده است. در حال‌حاضر حل يک الگوريتم محاسباتي جريان سه بعدي  روي يک شبکه‌ي پيچيده، امکان‌پذير نيست. دليل اين امر فقدان مجموعه‌ي بزرگي از داده‌هاي مورفولوژيکي و فرضيات محدودکننده است.

در اين پروژه با جريان خون سيستم mesenteric به‌صورت يک‌بعدي رفتار شده و اين مدل را با استفاده از تکنيک‌هاي عددي شرح داده شده توسط smith  حل مي‌کنيم. اين امر يک طرح عددي را براي مدل جريان خون سه‌بعدي با استفاده از يک بعد و شبيه‌سازي تغييرات قطر عروق و توزيع فشار فراهم مي‌کند.

 

مراجع:

 

[۱]Thusitha DS Mabotuwana,Leo K change and Andrew J pullan,”A model of blood flow in the mesenteric arterial system”,bioengineering institute,the university of Auckland,private bad 92019,Auckland 1124,New Zealand and department of engineering science.

[۲]Andreaspommert,karl Heinz,Bernhard pflesser,Ernest Richter,”creating a high resolution spatial/symbolic model of the inner organs based on the visible human,”institude of mechanical and computer science in medicine.Humburg.

[۳]David bessems,Murcel rutten,frans van de vosse,”A wave propagation model of blood flow in large vessels base on Boundary layer theory,”department of biomedical engineering.

[۴] David bessems,Murcel rutten,frans van de vosse ,”A 1D nonlinear wave propagation model of blood flow in large vessels base on Boundary layer theory,”department of biomedical engineering.

[۵]  Wang J.J., Parker K.H., Wave Propagation in a Model of the Arterial Circulation, J. Biomechanics, Vol. 37 ,2004 , pp. 457 – ۴۷۰٫

[۶] Olufsen M.S., Structural Tree Outflow Condition for Blood Flow in Large

Systemic Arteries, American Journal of Physiology, Vol. 276 , 1999, pp. 257 – ۲۶۸٫

[۷] Stergiopulos N., Young D.F., Rogge T.R., Computer Simulation of Arterial

Flow with Application to Arterial and Aortic Stenosis, J. Biomechanics, Vol. 25 , No.12, 1992, pp.1477 -1488.

[۸] Chandran K.B., Cardiovascular Biomechanics, New York University Press, 1992.

[۹] Mazumdar J.N., Biofluid Mechanics, Word Scientific, Inc., 1992.

[۱۱] Porenta G., Young D.F., Rogge T.R., A Finite-Element Model of Blood

Flow in Arteries Including Taper, Branches, and Obstructions, J. Biomech. Engng, Vol.108, 1986, pp. 161-167.

[۱۲] Skalak T.C. and Schmid-Schonbein G.W., Viscoelastic Properties of

Microvessels in Rat Spinotrapezius Muscle, J. Biomech. Engng, Vol.108,1986, pp. 193 – ۲۰۰٫

[۱۳] Rains J.K., Jaffrin M.Y. and Shapiro A.H., A Computer Simulation ofArterial Dynamics in the Human Leg,J. Biomechanics, Vol. 7 , 1974, pp. 77 – ۹۱٫

[۱۴] Young D.F., and Tsai F., Flow Characteristics in Models of Arterial Stenoses II.Unsteady Flows, J. Biomechanics,1973, Vol. 6 , pp. 547 – ۵۵۹٫

[۱۵] Schaaf B.W., Digital Computer Simulation of Human Systemic

Arterial Pulse Wave Transmission: A Nonlinear Model, J. Biomechanics,

Vol. 5 , 1972, pp. 345 – ۳۶۴٫

[۱۶] Steady flow of a viscouse fluid through a network of tubes with application to the human arterial system , v.K.SUD and G.S Sekhon, Departmant of biophisics ,New Delhi -110029 ,India.

۱۷) مدل رايانه اي جريان خون در شبکه شرياني انسان ،دوازدهمين کنفرانس مهندسي پزشکي ايران -تبريز،دبيري –فتورائي – کاتوزيان  .

 

فهرست

 

۱-چکيده  ۲

۲-مروري بر تحقيقات انجام شده :       ۳

۳-مقدمه: ۵

۴-اهداف:            ۹

۵- تعريف ايسکمي ،دلايل، نحوه‌ي‌تشخيص و راه‌هاي مقابله با آن:     ۱۰

۵-۱- ايسکمي ۱۰

۵-۱-۱-شريانهاي   ۱۰

۵-۱-۲-دلايل:       ۱۱

۵-۱-۳- نشانهها:    ۱۱

۵-۱-۴- تشخيص:  ۱۱

۶-رقميکردن داده:  ۱۳

۷-مدل المان محدود:            ۱۴

۸-اختصاص شعاع اوليه:      ۱۵

۹-مدل جريان خون:            ۱۶

۱۰-جريان در يک رگ:       ۱۹

۱۱-تست حل تحليلي:          ۲۰

۱۲- جريان در انشعاب:        ۲۳

۱۳-پايداري عددي: ۲۶

۱۴- اعتبار سنجي مدل:        ۲۹

۱۵-نتايج:            ۳۰

۱۶-پيشنهادات:      ۳۸

۱۷-برنامهي مطلب:            ۳۹

قیمت فایل : 5900 تومان

دسته بندی : تاريخ : ۱۱ شهریور ۱۳۹۶ به اشتراک بگذارید :