تاثير تنش برشي ديواره و شاخص برش نوساني بر احتمال تشكيل پلاك‌هاي آترواسكلروز در درخت طبيعي عروق كرونر چپ

The effect of wall shear stress and oscillatory shear index on probability of atherosclerosis plaque formation in normal left coronary artery tree

تنش برشي ديواره(WSS) و شاخص برش نوساني(OSI) از عوامل هموديناميكي هستند كه ارتباطي قوي با توسعه پلاك هاي آترواسكلروتيك (AS) دارند. WSS در برخي زمان ها قادر به بيان گرفتگي عروق نيست؛ در حالي كه OSI تنش برشي را بدون در-نظر گرفتن ميانگين زماني بردار تنش برشي بيان مي كند. بيشتر شبيه سازي هاي ديناميك سيالات محاسباتي (CFD) براي هندسه دوشاخه شدن كرونر چپ اصلي انجام شده است و تاكنون به بررسي كل درخت كرونر چپ پرداخته نشده است. در اين مطالعه، يك مدل سه بعدي كامل از درخت كرونر چپ شامل كرونر چپ اصلي، كرونر نزولي قدامي چپ و انشعابات آن، سيركمفلكس چپ و انشعابات آن ايجاد شد. اثرات حركت قلب بر ديواره عروق كرونر چپ اعمال شد. تجزيه و تحليل المان محدود از معادلات جريان ناوير استوكس براي جريان ضرباني و رفتار غيرنيوتني از خون صورت گرفت. توزيع تنش هاي برشي و توزيع OSI روي ديواره عروق، نتايج به دست آمده از اين تحقيق هستند. مقايسه اين نتايج با اطلاعات باليني نشان داد كه مناطق با تنش برشي متوسط 1.50 [Pa] و كمتر از آن در حضور OSI بيشتر از 0.3، مي‌تواند مناطق پر خطر در تشكيل پلاك هاي AS محسوب شود. بنابراين مي‌توان پيش بيني كرد كه علاوه بر ناحيه انشعاب LCxA-LMCA (كه در بسياري از تحقيقات اعلام شده اند)، نواحي ديگري در درخت شرياني كرونر چپ ازجمله ناحيه LAD بعد از انشعاب سوم و ناحيه انشعاب LCxA-OM، نواحي با خطر بالا خواهند بود.

It is accepted that wall shear stress (WSS) and Oscillatory Shear index (OSI) are strong hemodynamic factors to development of atherosclerotic (AS) plaque. Sometimes, OSI has an important effect on AS plaque formation, because WSSdoesnʹt make it happenalone. Most computational fluid dynamic (CFD) simulations were performed on left main coronary bifurcation geometry, and whole left coronary artery tree has not been investigated by now. In this paper, a thorough three-dimensional model of left coronary artery tree was considered, including left main coronary, left anterior descending and its branches, left circumflex artery and its branches. Effects of cardiac motions on vessel wall of left coronary were considered. The governingNavier–Stokes equations for pulsatile flow and incompressible non-Newtonian blood was analyzed with finite element method. The study concentrates on shear stress distribution and OSI distribution on the vessel wall. Comparing the results of this study with previous clinical investigations shows that the regions with low wall shear stress (equal to and less than 1.5[Pa]) along with high OSI value (equal to and more than 0.3) have potential to development of AS plaque.So it can be predicted that the LAD region after D3 and the bifurcation of LCxA-OM have high potential to development of AS, in addition to the bifurcation of LCxA-LMCA which had been specified before.