استخراج تنش محوري وارد بر ديواره‌ي شريان كاروتيد مشترك با استفاده از پردازش تصاوير متوالي‌ فراآوايي

Extracting the axial stress applied on common carotid artery wall by using a consecutive ultrasonic image processing

هدف مطالعه‌ي حاضر ارايه يك الگوي رياضي-باليني براي تخمين تنش (استرس) محوري وارد بر ديواره‌ي شريان كاروتيد است. علاوه بر فشار شعاعي، كشش و تنش محوري مهم‌ترين نيروهاي هموديناميكي موثر به شمار مي‌روند. در اين مطالعه يك الگوي رياضي مبتني بر سري فوريه براي جابه‌جايي ديواره‌ي شريان كاروتيد در راستاي طولي معرفي و امكان توصيف ساده‌ي تنش محوري وارد بر ديواره‌ي شريان فراهم شده است. شيوه پيشنهاد شده بر روي تصاوير فراآوايي (اولتراسونيك) متوالي شريان كاروتيد مشترك يك نمونه‌ي مرد سالم اعمال گرديد. معادلات و موج‌ديس‌هاي (ويفرمز-شكل موج‌هاي) مربوط به پارامترهاي جنبشي (سينماتيك) حركت طولي ديواره‌ي شريان و نيز تنش محوري وارد بر آن طي سه چرخه (سيكل) قلبي حاصل شدند. همبستگي بالا ميان داده‌هاي حاصل از الگو و داده‌هاي باليني (968/0) حاكي از قابليت اين فنّ در ارايه‌ شيوه‌اي نوين براي استخراج تنش محوري شريان با استفاده از داده‌هاي باليني و غلبه بر برخي از محدوديت‌هاي موجود در شيوه‌هاي مبتني بر شبيه‌سازي و عنصر متناهي (المان محدود) است.

The aim of the present study is to propose a mathematical- clinical model for the estimate of axial stresses acting on the carotid artery In order to determine the stresses, a quantitative knowledge of the mechanical properties of cardiovascular tissues, i.e. delineation of constitutive models, is indispensable. In this study, a Fourier series based mathematical model for the displacement of the carotid artery wall in the longitudinal direction was defined, providing a satisfactory representation of the axial stresses applied to the arterial wall. The proposed technique was applied on the consecutive ultrasonic images of the common carotid artery of a healthy man. The waveforms and the equations of the kinematic parameters of the longitudinal motion of the arterial wall and the axial stresses applied to it were obtained during three cardiac cycles. The high correlation between the clinical and model data (0.986) reveals the potential of this technique to provide a new method to assess arterial stresses from clinical data, and overcoming the limitations of the finite element and other simulation techniques.