بررسي پارامترهاي جريان خون ناشي از گرفتگي يك طرفه شريان كليه و ناحيه شاخه شاخه اي

Investigating the Parameters of Blood Flow Resulting from the Unilateral Occlusion of the Renal Artery and Branches Area

انسداد عروق كليه يكي از مهم‌ترين عوامل مرگ‌ و مير و ايجاد عوارض دائمي در بدن مي‌باشد. صلب شدن ديواره عروق از عوامل اصلي بيماري آتروسكلروسيز و به وجود آمدن گرفتگي­ ها در عروق كليه است. لذا در اين پژوهش تلاش شد تا تأثير سفت شدن ديواره شريان و وجود گرفتگي در شريان كليه بر روي پارامترهاي جريان خون ورودي به آرتريول­ها از طريق مدل‌سازي فيزيكي مورد بررسي قرار­گيرد و همچنين تشخيص نواحي مستعد گرفتگي در پايين دست در حضور گرفتگي شريان كليه يكي ديگر از اهداف اين پژوهش بود. جهت مدل­سازي از هندسه و شرايط مرزي واقعي استفاده‌شد. براي مدل­سازي لزجت خون، مدل­هاي نيوتني و غير نيوتني بكار­رفته و نتايج به‌دست‌آمده با هم مقايسه شده­اند. تأثير سه نوع گرفتگي خفيف (30 درصد)، متوسط (50 درصد) و شديد (70 درصد) بر­روي پارامترهاي جريان بررسي شده­ است. نقاط مستعد گرفتگي در هندسه بدون گرفتگي و باگرفتگي شناسايي‌شده و نتايج باهم مقايسه شده‌اند.نتايج نشان مي­دهد كه در هندسه مورد مطالعه تفاوت چنداني بين مدل­هاي نيوتني و غيرنيوتني لزجت خون وجود ندارد و مي­توان خون را سيال نيوتني در­نظر گرفت. بررسي نواحي مستعد گرفتگي نشان داد كه قبل از اولين دو­شاخگي و همچنين درون اولين شاخه­ ي فرعي بيشترين احتمال گرفتگي وجود دارد زيرا در اين نواحي تنش برشي بيشينه است. گرفتگي­ ها تأثيري روي نواحي مستعد گرفتگي ندارند اما هرچه درصد گرفتگي بيشتر باشد احتمال وجود گرفتگي در پايين‌دست بيشتر خواهد ­بود.

Renal artery stenosis is a major cause of death and permanent harm to the body. The rigidness of the wall of the arteries is the main cause of atherosclerosis and renal artery stenosis. Therefore, the purpose of this study was to evaluate the effect of vessel wall thickening and renal artery stenosis on the entrance of blood flow through the arterioles of the kidney by using physical modeling, second goal of this study was to evaluate the effect of renal artery stenosis on the characteristics of the flow in the downstream and also to identify areas prone to congestion in the presence of renal artery stenosis. Actual geometry and boundary conditions was used for modeling. In this study, Newtonian and non-Newtonian models was assumed for the viscosity of blood and the results were compared to each other. The effect of mild (30%), moderate (50%) and severe (70%) occlusions was studied on the flow parameters. The areas which were prone to congestion were identified in occluded and non-occluded geometries and the results were compared. The results show that not much difference between Newtonian and non-Newtonian models for blood viscosity is noticed in the present geometry and blood can be considered as a Newtonian fluid. Investigation showed that the congestion-prone areas are located before and also in the first branch of bifurcation because in these areas the shear stress is maximum. The congestions haven’t influenced areas which were prone to occlusion, but the more percentage of stenosis the more there is possibility for occlusion.