تاثير رفتار غيرنيوتني بر انتقال ذرات ليپوپروتيئن كم دانسيته ناحيه ورتكسي در رگ كاروتيد انساني

The Effect of Non-Newtonian Behavior on the Transport of Low Density Lipoprotein Particles in the Vortex Region in the Human Carotid Artery

رگ كاروتيد به دليل شرايط خاص هندسي، مستعد تشكيل جريان چرخشي و نوسانات جرياني است. دراينمقالههندسه رگ كاروتيد حاضر از تصاوير حاصل از سي تي آنژيو يك فرد سالم 19 ساله بدست آمده و مدل سازي عدديجريان آرام ناپايايخون بر روي آن انجام شده است. نتايج عمدتاً شامل تنش برشي، غلظت ذراتليوپروتئين با دانسيته پايين است. ارزيابي‌هانشانمي‌دهد كهغلظتتخمينزدهشدهبهوسيلهمدل‌هايغيرنيوتنيبيش ازنتايجمدلنيوتنياست. درصد اختلاف غلظت براي مدل كيسون و نيوتني در شريان كاروتيد مشتركحدود 12/5 درصد است.از طرفي براساس نتايج كمي و كيفي، دو قسمت حباب كاروتيد و بخش ابتدايي كاروتيد خارجي ميزبان تشكيل نواحي بازچرخشي است كه در اين ميان حباب كاروتيد بيشترين حجم ناحيه ورتكسي را به خود اختصاص مي‌دهد. البته روي هم رفته مدل نيوتني حجم ناحيه بازچرخش را بيش از مدل‌هاي غيرنيوتني نشان مي‌دهد. بر مبناي نتايج شبيه‌سازي، علي رغم پايين بودن مقدار فاكتور اهميت غيرنيوتني، به دليل اثرات خواص غيرنيوتني خون بر روي حجم ناحيه بازچرخش، اينگونه استباط مي‌شودكه لحاظ خواص غيرنيوتني خون حتي در عروق بزرگ نيز مي‌تواند موجب حصول نتايج دقيق‌تر گردد.

The common carotid artery is a large vessel which supplies oxygenated blood to the large front of the brain. The artery geometry is extracted from computed tomography angiography images of a healthy 20-year-old volunteer. ANSYS-Fluent commercial software is utilized to simulate the blood transient laminar flow in common, external and internal carotid arteries. In addition to the Newtonian viscosity model, two non-newtonian generalized power law and the modified Casson models have been selected for comparison. The quantitative and qualitative results include the distribution of the low density lipoprotein concentration, the wall shear stress and its fluctuations, and the volume and shape of the recirculation zone. Computations show that the low density lipoprotein Concentration estimated by non-Newtonian models is higher than by the Newtonian model. On the other hand, the carotid bulb and the beginning part of the external carotid artery, contain a large volume of the recirculation flow. Also, the low density lipoprotein particles concentration Comparison between the two modified Casson and Newtonian models in the common carotid artery zone shows the difference of about 12.5 percent. The results of this study show that the vortex region volume and shape are changed during the cardiac period cycle. The findings also reveal that Newtonian and non-Newtonian models present different results in predicting the flow parameters and secondary flow estimation.