28659

تاثير دستگاه كمك بطني خارج آئورتي (بالن چند گانه) بر روي دريچه آئورت

كارشناسي ارشد

بايومكانيك

1396

1402/3/21

دكتر مهدي نويدبخش

دكتر شاهرخ رحماني

مكانيك

به عنوان درمان نارسايي قلبي ( جايگزين پيوند قلب )، دستگاه¬هاي كمك قلبي به ميزاني وسيع در اقدامات باليني به كار مي¬رود. هرچند اثرات روش¬هاي حمايتي دستگاه¬هاي كمك قلبي در سطوح بيومكانيكي از دريچه ائورت، هنوز هم به طور كامل نا شناخته است. بنابراين، مطالعه كنوني به بررسي چنين اثراتي پرداخته كه اين نتايج مي تواند چشم انداز نسبتا روشني براي طراحان دستگاه¬هاي كمك بطني ايجاد نمايد. نمونه اي از يك دستگاه كمك قلبي كه به صورت غير مستقيم با خون در ارتباط بوده كه از طريق بالن هاي مستقر شده روي رگ آئورت صعودي با فشرده نمودن و اعمال تنش به ديواره آئورت باعث اعمال فشار به خون شده و در نتيجه خون با فشار و سرعت بيشتري درون آئورت جريان يافته و به ساير اندام ها منتقل مي شود. در نتيجه ي افزايش سرعت خون ناشي از فشار اعمال شده به رگ آئورت صودي به واسطه تجهيزات كمك قلبي به صورتي مستقيم نيز بر روي سطوح ائورتي برگه¬ها در انتهاي فاز سيستولي و طول فاز دياستولي اثر مي¬گذارد. اثرات ناشي از فشار خون برگشتي به پشت برگه هاي وارد شده را از يك روش برهم كنش ميان سيال و سازه (FSI) ، كه از روش لاگرانژي- اويلري اختياري (ALE) استفاده شده است، مورد بررسي قرار داده ايم. نتايج نشان دهنده اين است كه روش حمايتي دستگاه¬هاي كمك قلبي مي تواند به صورتي چشمگير بر روي سطوح بيومكانيك دريچه ائورت و الگوي جريان خون در ائورت صعودي اثر بگذارد. نتايج نشان داد فشار خون برگشتي پشت برگه هاي آئورتي تا 20000پاسكال معادل نيروي دريچه اي N/mm2 1.8 مي تواند كمترين تنش و كمترين جابجايي شعاعي برگه ها تا 0.3 ميلي متر را براي برگه هاي آئورتي در پي داشته باشد كه در اين حالت بسيار مناسب بوده و آسيب جدي به برگه هاي آئورتي وارد نمي كند. فشار خون برگشتي پشت برگه ها تا 40000 پاسكال معادل نيروي دريچه اي برابر N/mm2 3.4 تنشي معادل 58000 پاسكال به برگه هاي آئورتي وارد و تغيير شكل و جابجايي شعاعي در برگه ها بين 0.5 تا 2 ميلي متر مي باشد كه تا حدودي به تغيير شكل و جابجايي ناچيز برگه هاي آئورتي منجر شده اما ممكن است در طي مدت زمان طولاني استفاده از دستگاه كمك بطني به مرور زمان، دريچه آئورت آسيب ديده و شخص دچار بيماري هاي دريچه اي شود. بنابرين طبق نتايج صورت گرفته در اين مطالعه بهترين حوزه كاري فشار برگشتي خون پشت برگه هاي آئورتي بين 20000 تا 40000 پاسكال معادل 1.8 تا 3.4 نيوتون بر ميلي متر مربع مي باشد كه كمترين آسيب به شكل ساختاري و كاركرد دريچه وارد كند. اما نيروي خون برگشتي بيشتر از اين مقدار و مقداري حدود 4،2 نيوتون بر ميلي متر مربع مي تواند تاثير جدي بر روي دريچه آئورت اعمال نمايد.

1402/06/11

The effect of the extra-aortic ventricular assist device (multiple balloon) on the aortic valve

6/10/2024 12:00:00 AM

As a treatment for heart failure (alternative to heart transplant), cardiac assist devices are widely used in clinical procedures. However, the effects of the support methods of cardiac assist devices on the biomechanical levels of the aortic valve are still completely unknown. Therefore, the current study investigated such effects that these results can create a relatively clear perspective for the designers of ventricular assist devices. An example of a heart assist device that is indirectly connected to the blood, which through the balloons placed on the ascending aorta by compressing and applying tension to the aorta wall, causes pressure to be applied to the blood, and as a result, the blood with pressure and It flows faster in the aorta and is transferred to other organs. As a result of the increase in blood velocity caused by the pressure applied to the aorta due to cardiac assist equipment, it directly affects the aortic surfaces of the leaflets at the end of the systolic phase and the length of the diastolic phase. We have investigated the effects of back pressure on the back of the inserted leaflets from a fluid-structure interaction (FSI) method, which uses the optional Lagrangian-Eulerian (ALE) method. The results show that the support method of cardiac assist devices can significantly affect the biomechanical levels of the aortic valve and the blood flow pattern in the ascending aorta. The results showed that the return blood pressure behind the aortic leaflets up to 20000 pascals, equivalent to the valve force of 1.8 N/mm2, can result in the lowest tension and the lowest radial displacement of the leaflets up to 0.3 mm for the aortic leaflets, which is very suitable in this case. And it does not cause serious damage to the aortic leaflets. The return blood pressure behind the leaflets is up to 40,000 pascals, equivalent to the valvular force equal to 3.4 N/mm2, a stress equivalent to 58,000 pascals enters the aortic leaflets, and the deformation and radial displacement of the leaflets is between 0.5 and 2 mm, which is partly due to the deformation. and slight displacement of the aortic leaflets, but it is possible that during the long period of using the ventricular assist device over time, the aortic valve is damaged and the person suffers from valvular diseases. Therefore, according to the results of this study, the best working area of the back pressure of the blood behind the aortic leaflets is between 20,000 and 40,000 pascals, equivalent to 1.8 to 3.4 newtons/mm2, which causes the least damage to the structural form and function of the valve. But the return blood force more than this value and a value of about 4.2 newtons/mm2 can have a serious effect on the aortic valve.

دريچه ائورت , روش لاگرانژي اويلري اختياري (ALE) , دستگاه هاي كمك بطني , پمپ بالن خارج آئورتي , الگوهاي هموديناميك , نارسايي بطن چپ

aorta valve , Optional Eulerian Lagrangian method , Ventricular assist devices , Extra-aortic balloon pump , Hemodynamic patterns , Left ventricular failure

mohammad ehsanifar

dr mehdi navid bakhsh