دانشکده مهندسي مکانيک
پايان نامه کارشناسي ارشد در رشته مهندسي مکانيک -گرايش تبديل انرژي
شبيه سازي عددي يک ميکروسنسور اندازهگيري جريان در مدل واقعي آئورت انسان
به کوشش
امين مجرب (900398)
استاد راهنما
دکتر رضا کمالي
دي 1392
به نام خدا
شبيه سازي عددي يک ميکروسنسور اندازهگيري جريان در مدل واقعي آئورت انسان
به کوشش:
امين مجرب
پايان نامه:
ارائه شده به تحصيلات تکميلي دانشگاه شيراز به عنوان بخشي از فعاليتهاي تحصيلي لازم براي اخذ درجهي کارشناسي ارشد
در رشتهي
مهندسي مکانيک (تبديل انرژي)
از دانشگاه شيراز
شيراز
جمهوري اسلامي ايران
ارزيابي کميته پايان نامه با درجهي: عالي
دکتر رضا کمالي، دانشيار مهندسي مکانيک (استاد راهنما) ………………………………………………………..
دکتر ابراهيم گشتاسبي راد، استاديار مهندسي مکانيک (استاد مشاور) ………………………………………
دکتر محمد مهدي عليشاهي، استاد مهندسي مکانيک (داور متخصص داخلي) ………………………….
دي 1392
تقديم به :
استوارترين تکيهگاهم، دستان پر مهر پدرم
به سبزترين نگاه زندگيم، چشمان مادرم
سپاسگزاري
سپاس و ستايش خداي بزرگ را، که درهاي علم را بر ما گشود و عمري و فرصتي عطا فرمود تا بدان، در طريق علم و معرفت خويش را بيازماييم.
از استاد عزيزم جناب آقاي دکتر رضا کمالي، که راهنمايي اين پايان نامه را بر عهده گرفتند و در کمال سعهي صدر و با حسن خلق و فروتني از هيچ کمکي در انجام اين پايان نامه بر من دريغ ننمودند، کمال تشکر و قدرداني را دارم. همچنين از راهنماييهاي استاد مشاور خود، دکتر ابراهيم گشتاسبي راد که بنده را در راه اين پايان نامه همراهي کردند، کمال تشکر را دارم.
باشد که اين خردترين، بخشي از زحمات ايشان را سپاس گويد.
چکيده
شبيه سازي عددي يک ميکروسنسور اندازهگيري جريان در مدل واقعي آئورت انسان
به کوشش
امين مجرب
بيماريهاي شرياني به خصوص تصلب شريان و اتساع عروق از مهمترين علل مرگومير ناگهاني در جهان به شمار ميروند. روشهاي متفاوتي براي تشخيص اين بيماريها وجود دارد که در اين تحقيق به طراحي و تحليل يک ميکروسنسور، که بر مبناي ايدهاي جديد براي آشکارسازي اتساع يا گرفتگي رگها عمل ميکند، پرداخته شده است. با توجه به تغيير سطح مقطع شريان در هر دو بيماري ذکر شده، سرعت جريان خون نيز تغيير خواهد کرد. لذا از يک ميکروسنسور اندازهگيري سرعت جريان از نوع حرارتي که بر روي يک کتتر نصب مي شود، براي اندازهگيري سرعت جريان خون و در نتيجه تشخيص اين بيماريها استفاده شده است. در ابتدا به طراحي ساختار ميکروسنسور و بهينهسازي هندسهي آن پرداخته شد، سپس بررسي عددي تاثيرات ناشي از ورود اين ميکروسنسور به داخل آئورت انسان انجام شد که هندسهي واقعي آئورت از عکسهاي سيتيآنژيوگرافي استخراج شده است. با قرار دادن اين ميکروسنسور در نواحي مختلف آئورت به بررسي توزيع فشار، سرعت و دما در آئورت پرداختيم. نتايج بيانگر تغييرات اندک در توزيع فشار و دما بود. همچنين متوسط سرعت جريان در يک مقطع با حضور ميکروسنسور، افزايش اندکي داشت. در نتيجه حضور ميکروسنسور دقت اندازهگيري را به ميزان کمي کاهش خواهد داد. همچنين، نتايج نشان دادند که توان مصرفي ميکروسنسور طراحي شده در اين تحقيق، در محدوده توان مصرفي کم قرار دارد.
واژگان کليدي: تصلب شريان، اتساع عروق، ميکروسنسور، آئورت، سيتيآنژيوگرافي.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول: مقدمه…………………………………………………………………………………………. 1‌
1-1- مقدمه3
1-2- هدف4
1-3- مفاهيم اصلي5
1-3-1- رگهاي خوني5
1-3-2- قلب8
1-3-3- سيستم گردش خون10
1-3-4- دوره قلبي11
1-3-5- خون13
1-3-6- جريان خون در آئورت16
1-3-7- سيتيآنژيوگرافي16
1-3-8- کتتر18
1-3-9- سيستمهاي ميکروالکترومکانيکي19
1-3-10- انواع ميکروسنسورهاي اندازهگيري جريان21
فصل دوم: مروري بر تحقيقات گذشته …………………………………………………………..26
2-1- مطالعات انجام شده در رابطه با ميکروسنسورهاي اندازهگيري جريان28
2-2- مطالعات انجام شده در رابطه با جريان خون در بدن34
فصل سوم: معادلات حاکم بر مساله ……………………………………………………………..39
3-1- جريان الکتريکي41
3-2- سيال42
3-3- جامد44
فصل چهارم: طراحي و بهينه سازيساختار ميکروهيتر و توليد هندسه …………..45
4-1- طراحي و بهينه‌سازي ساختار ميکروهيتر47
4-2- توليد هندسهي مربوط به ميکروسنسور، جهت ورود به آئورت59
4-3- مراحل ساخت هندسهي واقعي آئورت انسان62
4-4- نحوه ورود کتتر به شريان آئورت67
فصل پنجم: حل جريان در هندسهي ساده ……………………………………………………69
فصل ششم: تحليل نتايج …………………………………………………………………………….77
6-1- شرايط مرزي79
2-6- مشخصات سيال92
6-3- مطالعات شبکه93
6-4- بررسي رژيم جريان در آئورت103
6-5- سخت‌افزار مورد استفاده103
6-6- شرايط اوليه103
6-7- مقايسهي نتايج با نتايج حاصل از نرم افزار فلوئنت104
6-8- محاسبهي اختلاف پتانسيل لازم براي اعمال در دو سر ميکروهيتر106
6-9- تحليل و مقايسه نتايج دردوحالت وجود و يا عدم وجود ميکروسنسور درآئورت106
فصل هفتم: نتيجهگيري و پيشنهادات …………………………………………………………143
7-1- نتيجهگيري145
7-2- پيشنهادات147
فهرست منابع ……………………………………………………………………………………………149
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول ‏4-1: خواص فيلم نازک نيکلي50
جدول ‏4-2: خواصPDMS 50
جدول ‏4-3: مقادير پارامترهاي متغير در طي روند بهينهسازي53
جدول ‏4-4 : خواص پاريلينسي61
جدول ‏5-1 : بررسي استقلال نتايج حل عددي از شبکه72
جدول ‏6-1: مقايسه حداکثر سرعت در زمان‌هاي مختلف براي پنج شبکهي بکار رفته95
جدول ‏6-2: مقايسه فشار خروجي شريان سلياک در زمان ‌هاي مختلف براي پنج شبکه ي بکار رفته95
فهرست شکلها
عنوان صفحه
شکل ‏1-1: نمايي از آئورت و شاخههاي مهم منشعب شده از آن7
شکل ‏1-2: نمايي از آئورت و شاخه‌هاي جدا شده از قوس آئورتي7
شکل ‏1-3: تصويري از قلب و حفره‌هايش8
شکل ‏1-4: نمايي از نحوه ورود و خروج خون در قلب10
شکل ‏1-5: دستگاه گردش خون و توزيع خون (درصد نسبت به کل حجم خون بدن) در قسمت هاي مختلف آن11
شکل ‏1-6: تغييرات فشار دهليزي، بطني و آئورتي13
شکل ‏1-7: رابطه بين لزجت خون با نرخ برش بر اساس داده‌هاي آزمايشگاهي مختلف14
شکل ‏1-8: مدلهاي مختلف براي بيان خاصيت غير نيوتني خون15
شکل ‏1-9: نمايي ساده از نحوه عملکرد ميکروسنسور کالريمتريک22
شکل ‏1-10: نمايي ساده از نحوه عملکرد ميکرو سنسور زمان گريز22
شکل ‏1-11: شيوه‌هاي مختلف انتقال حرارت از يک ميکروسنسور فيلم نازک23
شکل ‏2-1: ميکروسنسور ساخته شده توسط پترسن28
شکل ‏2-2: سه نما از ميکروسنسور ساخته شده توسط نگوين و دوزل30
شکل ‏2-3: نمايي از ميکروسنسور ساخته شده توسط وو و همکاران31
شکل ‏2-4: نمايي از ميکروسنسور ساخته شده توسط منگ و همکاران31
شکل ‏2-5: ميکروسنسورهاي نصب شده روي نوار پليمري توسط لي و همکاران32
شکل ‏2-6: ميکروسنسور ساخته شده توسط ليو و همکاران32
شکل ‏2-7: ميکروسنسور ساخته شده توسط ارنس و فستا33
شکل ‏2-8: هندسه درخت شريانهاي سيستميک، استفاده شده در کار الافسن36
شکل ‏4-1: شش ساختار متفاوت براي طراحي ميکروهيترها48
شکل ‏4-2: يک سيکل از ميکروهيتر شبيه‌سازي شده50
شکل ‏4-3: توزيع دما در سنسور، مربوط به رديف اول جدول 4-356
شکل ‏4-4: توزيع دما در سطح ميکروهيتر، مربوط به رديف اول جدول 4-356
شکل ‏4-5: توزيع دما در سنسور، مربوط به رديف چهاردهم جدول 4-357
شکل ‏4-6: توزيع دما در سطح ميکروهيتر، مربوط به رديف چهاردهم جدول 4-357
شکل ‏4-7: ساختار بهينهي نهايي براي ميکروهيتر مورد مطالعه58
شکل ‏4-8: توزيع دما در سنسور، مربوط به حالت بهينهي نهايي58
شکل ‏4-9: توزيع دما در سطح ميکروهيتر، مربوط به حالت بهينهي نهايي59
شکل ‏4-10: شمايي از ميکروسنسور طراحي شده در اين تحقيق62
شکل ‏4-11: نمايي از تصاوير وارد شده به نرم‌افزار ميميکس63
شکل ‏4-12: نمايي از هندسهي سه بعدي توليد شده، بدون ويرايش63
شکل ‏4-13: نمايي از هندسهي سه بعدي شريان آئورت، پس از ويرايش64
شکل ‏4-14: نمايي از هندسهي هموار شريان آئورت در نرمافزار ميميکس65
شکل ‏4-15: نمايي از پروفايل رسم شده در يک مقطع از آئورت با استفاده از مرزهاي مناطق تفکيک شده65
شکل ‏4-16: بخشي از پروفايلهاي استخراج شده از نرم‌افزار ميميکس66
شکل ‏4-17: هندسهي سه بعدي نهايي شريان آئورت66
شکل ‏4-18: نمايي از شريانهاي نيمه پايين بدن67
شکل ‏5-1: هندسهي مربوط به شريان کرونري71
شکل ‏5-2: نمايي از شبکه بندي مورد استفاده براي مدل شبيه‌سازي شده از شريان کرونري73
شکل ‏5-3: توزيع سرعت در مقطع ابتدايي ناحيه منحني در زماني که جريان ورودي بيشينه است. خط چين نتيجه حاصل از اين تحقيق و خط تيره نتيجه حاصل از کار توري و همکاران را نشان ميدهد.74
شکل ‏5-4: نمايي از حضور کتتر در مدل شبيه‌سازي شده از شريان کرونري74
شکل ‏5-5: توزيع سرعت در شريان کرونري زماني که کتتر وارد آن شده است، در مقطع ابتدايي ناحيه منحني و در زماني که جريان ورودي بيشينه است. خط چين نتيجه حاصل از اين تحقيق و خط تيره نتيجه حاصل از کار توري و همکاران را نشان ميدهد.75
شکل ‏5-6: نمايش مکان نقاط a و b که افت فشار بين آن‌ها محاسبه خواهد شد.76
شکل ‏5-7: نمودار افت فشار بين نقاط a و b بر حسب زمان76
شکل ‏6-1: تابع فشار ورودي نسبت به زمان در ورودي شريان آئورت81
شکل ‏6-2: شريان آئورت و شاخههاي خروجي از آن82
شکل ‏6-3: تغييرات دبي حجمي نسبت به زمان در شاخههاي خروجي از شريان آئورت. (الف) شريان براکيوسفاليک (ب) شريان کاروتيد مشترک چپ (ج) شريان تحت ترقوهاي چپ. (د) شريان لگني راست و چپ83
شکل ‏6-4: تغييرات دبي حجمي نسبت به زمان در شاخههاي خروجي از شريان آئورت. (الف) شريان سلياک. (ب) شريان روده‌اي پايين. (ج) شريان‌هاي کليوي راست و چپ. (د) شريان روده‌اي بالا84
شکل ‏6-5: تابع دبي حجمي نسبت به زمان در خروجي شريان براکيوسفاليک85
شکل ‏6-6: تابع دبي حجمي نسبت به زمان در خروجي شريان کاروتيد مشترک چپ86
شکل ‏6-7: تابع دبي حجمي نسبت به زمان در خروجي شريان تحت ترقوهاي چپ87
شکل ‏6-8: تابع دبي حجمي نسبت به زمان در خروجي شريان‌هاي لگني راست و چپ88
شکل ‏6-9: تابع دبي حجمي نسبت به زمان در خروجي شريان سلياک89
شکل ‏6-10: تابع دبي حجمي نسبت به زمان در خروجي شريان روده‌اي پايين90
شکل ‏6-11: تابع دبي حجمي نسبت به زمان در خروجي شريان‌هاي کليوي راست و چپ91
شکل ‏6-12: تابع دبي حجمي نسبت به زمان در خروجي شريان روده‌اي بالا92
شکل ‏6-13: نمايي از شبکه بندي دامنه محاسباتي در مقطع ورودي جريان خون94
شکل ‏6-14: نمايي از پاره خط MN جهت مطالعه شبکه96
شکل ‏6-15: بررسي تأثير تغيير تعداد المان‌هاي شبکه بر روي توزيع سرعت در طول پاره‌خطي مشخص در دامنه محاسباتي سيال96
شکل ‏6-16: نمايي از شبکه بندي شريان آئورت در اين تحقيق97
شکل ‏6-17: نمايي نزديک از شبکه بندي شريان آئورت، (الف) ناحيهاي با کيفيت شبکهي بالا، (ب) ناحيهاي با کيفيت شبکهي پايين.98
شکل ‏6-18: نمايي از قرارگيري سنسور در سه موقعيت مختلف در آئورت. (الف) سنسور در شريان لگني چپ، (ب) سنسور در ميانهي آئورت و (ج) سنسور در قوس آئورتي.100
شکل ‏6-19: نمايي نزديک از شبکه بندي دامنهي محاسباتي در حالتي که، (الف) سنسور در شريان لگني چپ قرار دارد، (ب) سنسور در ميانهي آئورت قرار دارد، (ج) سنسور در قوس آئورتي قرار دارد و (د) نمايي از شبکه بندي ميکروهيتر و زيرلايه.102
شکل ‏6-20: منحني تغييرات (الف) سرعت ورودي در شريان آئورت نسبت به زمان، (ب) فشار در خروجي شريان لگني نسبت به زمان.105
شکل ‏6-21: نمايش زمانهايي که در آنها جريان تحليل خواهد شد.107
شکل ‏6-22: نمودار تغييرات سرعت ورودي به شريان آئورت نسبت به زمان، ارائه شده توسط تاي108
شکل ‏6-23: توزيع سرعت با نشان دادن خطوط جريان در شريان آئورت و در زمان 09/0 ثانيه، هنگامي که (الف) ميکروسنسور وارد آئورت نشده است، (ب) ميکروسنسور در شريان لگني چپ قرار دارد، (ج) ميکروسنسور در ميانه آئورت قرار گرفته است و (د) هنگامي که ميکروسنسور در قوس آئورتي قرار دارد.109
شکل ‏6-24: توزيع سرعت با نشان دادن خطوط جريان در شريان آئورت و در زمان 14/0 ثانيه، هنگامي که (الف) ميکروسنسور وارد آئورت نشده است، (ب) ميکروسنسور در شريان لگني چپ قرار دارد، (ج) ميکروسنسور در ميانه آئورت قرار گرفته است و (د) هنگامي که ميکروسنسور در قوس آئورتي قرار دارد.110
شکل ‏6-25: توزيع سرعت با نشان دادن خطوط جريان در شريان آئورت و در زمان 2/0 ثانيه، هنگامي که (الف) ميکروسنسور وارد آئورت نشده است، (ب) ميکروسنسور در شريان لگني چپ قرار دارد، (ج) ميکروسنسور در ميانه آئورت قرار گرفته است و (د) هنگامي که ميکروسنسور در قوس آئورتي قرار دارد.111
شکل ‏6-26: توزيع سرعت با نشان دادن خطوط جريان در شريان آئورت و در زمان 36/0 ثانيه، هنگامي که (الف) ميکروسنسور وارد آئورت نشده است، (ب) ميکروسنسور در شريان لگني چپ
قرار دارد، (ج) ميکروسنسور در ميانه آئورت قرار گرفته است و (د) هنگامي که ميکروسنسور در
قوس آئورتي قرار دارد.112
شکل ‏6-27: توزيع سرعت با نشان دادن خطوط جريان در شريان آئورت و در زمان 7/0 ثانيه، هنگامي که (الف) ميکروسنسور وارد آئورت نشده است، (ب) ميکروسنسور در شريان لگني چپ قرار دارد، (ج) ميکروسنسور در ميانه آئورت قرار گرفته است و (د) هنگامي که ميکروسنسور در قوس آئورتي قرار دارد.113
شکل ‏6-28: مقاطع مشخص شده براي بررسي جريان ثانويه115
شکل ‏6-29: (الف) خطوط جريان و (ب) بردارهاي سرعت، مربوط جريان ثانويهي تشکيل شده در مقطع A در زمان 37/0 ثانيه و در حالت عدم حضور کتتر در آئورت116
شکل ‏6-30: (الف) خطوط جريان و (ب) بردارهاي سرعت، مربوط به جريان ثانويهي تشکيل شده در مقطع B در زمان 51/0 ثانيه و در حالت عدم حضور کتتر در آئورت.118
شکل ‏6-31: (الف) خطوط جريان و (ب) بردارهاي سرعت، مربوط به جريان ثانويهي تشکيل شده در مقطع B در زمان 51/0 ثانيه و در حالتي که کتتر در قوس آئورتي قرار دارد.119
شکل ‏6-32: (الف) خطوط جريان و (ب) بردارهاي سرعت، مربوط به جريان ثانويهي تشکيل شده در مقطع C در زمان 6/0 ثانيه و در حالت عدم حضور کتتر در آئورت.121
شکل ‏6-33: (الف) خطوط جريان و (ب) بردارهاي سرعت، مربوط به جريان ثانويهي تشکيل شده در مقطع C در زمان 6/0 ثانيه و در حالتي که کتتر در قوس آئورتي قرار دارد.122
شکل ‏6-34: توزيع تنش برشي در ديوارههاي شريان آئورت و در زمان 09/0 ثانيه، (الف) هنگامي که ميکروسنسور وارد آئورت نشده است، (ب) ميکروسنسور در شريان لگني چپ قرار دارد، (ج) ميکروسنسور در ميانه آئورت قرار گرفته است و (د) هنگامي که ميکروسنسور در قوس آئورتي قرار دارد.124
شکل ‏6-35: توزيع تنش برشي در ديوارههاي شريان آئورت و در زمان 14/0 ثانيه، (الف) هنگامي که ميکروسنسور وارد آئورت نشده است، (ب) ميکروسنسور در شريان لگني چپ قرار دارد، (ج) ميکروسنسور در ميانه آئورت قرار گرفته است و (د) هنگامي که ميکروسنسور در قوس آئورتي قرار دارد.125
شکل ‏6-36: توزيع تنش برشي در ديوارههاي شريان آئورت و در زمان 2/0 ثانيه، (الف) هنگامي
که ميکروسنسور وارد آئورت نشده است، (ب) ميکروسنسور در شريان لگني چپ قرار دارد، (ج) ميکروسنسور در ميانه آئورت قرار گرفته است و (د) هنگامي که ميکروسنسور در قوس آئورتي قرار دارد.126
شکل ‏6-37: توزيع تنش برشي در ديوارههاي شريان آئورت و در زمان 36/0 ثانيه، (الف) هنگامي که ميکروسنسور وارد آئورت نشده است، (ب) ميکروسنسور در شريان لگني چپ قرار دارد، (ج) ميکروسنسور در ميانه آئورت قرار گرفته است و (د) هنگامي که ميکروسنسور در قوس آئورتي قرار دارد.127
شکل ‏6-38: توزيع تنش برشي در ديوارههاي شريان آئورت و در زمان 7/0 ثانيه، (الف) هنگامي که ميکروسنسور وارد آئورت نشده است، (ب) ميکروسنسور در شريان لگني چپ قرار دارد، (ج) ميکروسنسور در ميانه آئورت قرار گرفته است و (د) هنگامي که ميکروسنسور در قوس آئورتي قرار دارد.128
شکل ‏6-39: نحوه قرار گرفتن سنسور نزديک ديواره جهت بررسي تنش برشي روي ديواره129
شکل ‏6-40: توزيع تنش برشي در ديوارههاي شريان آئورت و در زمان 14/0 ثانيه، (الف و ج) هنگامي که سنسور وارد شريان لگني چپ نشده است و (ب و د) سنسور نزديک ديوارهي شريان لگني چپ قرار دارد.130
شکل ‏6-41: توزيع تنش برشي در ديوارههاي شريان آئورت و در زمان 25/0 ثانيه، (الف و ج) هنگامي که سنسور وارد شريان لگني چپ نشده است و (ب و د) سنسور نزديک ديوارهي شريان لگني چپ قرار دارد.131
شکل ‏6-42: افت فشار بين نقطهاي در نوک کتتر و مقطع خروجي شريان لگني چپ، هنگامي که کتتر در قوس آئورتي قرار دارد و مقايسه نتيجه با حالت عدم حضور کتتر.133
شکل ‏6-43: خط رسم شده در مقطعي که سنسور قرار دارد، براي بررسي پروفيل سرعت در طول آن134
شکل ‏6-44: توزيع سرعت در طول خط نشان داده شده درشکل 6-43 و در زمان 09/0 ثانيه134
شکل ‏6-45: توزيع سرعت در طول خط نشان داده شده درشکل 6-43 و در زمان 14/0 ثانيه135
شکل ‏6-46: توزيع سرعت در طول خط نشان داده شده درشکل 6-43 و در زمان 2/0 ثانيه135
شکل ‏6-47: توزيع سرعت در طول خط نشان داده شده درشکل 6-43 و در زمان 7/0 ثانيه136
شکل ‏6-48: تغييرات ميانگين سرعت نسبت به زمان، هنگام قرار گرفتن کتتر در شريان لگني و در مقطعي که ميکروسنسور در آن قرار دارد.137
شکل ‏6-49: تغييرات ميانگين سرعت نسبت به زمان، هنگام قرار گرفتن کتتر در ميانهي آئورت و در مقطعي که ميکروسنسور در آن قرار دارد.137
شکل ‏6-50: تغييرات ميانگين سرعت نسبت به زمان، هنگام قرار گرفتن کتتر در قوس آئورتي و در مقطعي که ميکروسنسور در آن قرار دارد.138
شکل ‏6-51: پاره خط رسم شده از نقطهاي روي سطح داخلي زيرلايه تا ديوارهي شريان، به منظور بررسي توزيع دما در طول آن139
شکل ‏6-52: توزيع دما در طول خط نشان داده شده در شکل 6-51، در زمانهاي مختلف و در حالتي که سنسور در شريان لگني قرار دارد.139
شکل ‏6-53: توزيع دما در طول خط نشان داده شده در شکل 6-51، در زمانهاي مختلف و در حالتي که سنسور در ميانهي آئورت قرار دارد.140
شکل ‏6-54: توزيع دما در طول خط نشان داده شده در شکل 6-51، در زمانهاي مختلف و در حالتي که سنسور در قوس آئورتي قرار دارد.140
شکل ‏6-55: توزيع دما در طول خط نشان داده شده در شکل 6-51، در زمانهاي مختلف و در حالتي که سنسور در شريان لگني و در فاصلهي بسيار نزديک به ديواره قرار گرفته است.141
شکل ‏6-56: تغييرات بيشينه دما در سطح ميکروهيتر، نسبت به زمان، در حالتي که سنسور در شريان لگني قرار دارد.142
شکل ‏6-57: تغييرات توان مصرفي سنسور نسبت به زمان142
فهرست نشانه‌هاي اختصاري
Grعدد گراشف
Reعدد رينولدز
Iجريان الکتريکي
Rمقاومت الکتريکي
hضريب انتقال حرارت جابجايي
Awمساحت تصوير شدهي المان حرارتي
Twدماي المان حرارتي
Tfدماي سيال
Rrefمقاومت الکتريکي المان حرارتي در دماي مرجع
Trefدماي مرجع
?ضريب دمايي مقاومت الکتريکي
Vfسرعت سيال
Jچگالي جريان الکتريکي
?رسانش الکتريکي
Eميدان الکتريکي
Jeچگالي جريان الکتريکي خارجي
?Vگراديان پتانسيل الکتريکي
Qjمنبع جريان الکتريکي
?tگراديان مماسي
dsضخامت لايه رسانا
?چگالي
uبردار سرعت جريان خون
pفشار
Iماتريس هماني
?تانسور تنش
Fبردار نيروي حجمي
?ويسکوزيته ديناميک
Cگرماي ويژه
Tدماي مطلق
Kضريب رسانش گرمايي
Qمنبع حرارتي
?0لزجت برشي صفر
??لزجت برشي بينهايت
فصل اول
مقدمه و مفاهيم اصلي
مقدمه
امروزه ميزان مرگ و مير ناشي از بيماري‌هاي غير واگير به‌ ويژه بيماري‌هاي قلبي-عروقي در كشورهاي جهان به خصوص كشورهاي در حال توسعه در حال افزايش است .از مهمترين بيماريهاي عروقي ميتوان به اتساع عروق1 و تصلب شريان2 اشاره کرد.
اتساع عروق يا آنوريسم، عبارت‌ است‌ از بزرگ‌ شدن‌ يا بيرون زدگي‌ ديوارهي‌ رگ که‌ در اثر ضعف‌ ديواره‌ رخ ميدهد و معمولاً در آئورت‌ يا سرخرگ‌هايي‌ كه‌ مغز، پاها، يا ديواره‌ قلب‌ را تغذيه‌ مي‌كنند، ايجاد مي‌شود. آنوريسم در آئورت3 باعث وارد آمدن فشار به اعضاي مجاور شده و بر حسب محل آنوريسم، علائم فشاري و تنگي نفس ايجاد ميکند. آنوريسم در يک سرخرگ در پا باعث نرسيدن خون کافي به نقاط مختلف پا مي‌شود که باعث ضعف و رنگ‌پريدگي در پا ميشود. وجود آنوريسم در قلب باعث نامنظم شدن ضربان قلب ميشود. وجود آنوريسم در يک سرخرگ مغزي عوارضي مانند ضعف، فلج و تغيير بينايي را خواهد داشت.
تصلب شريان زماني به وجود ميآيد که رسوبات چربي و ساير مواد در شريانهاي بدن تجمع يافته و باعث گرفتگي آنها ميشوند، که اين گرفتگي جريان خون در بدن را کند و يا حتي متوقف خواهد کرد. حال براي اينکه جريان خون سير طبيعي خود را با فشار ثابت بپيمايد قلب مجبور است خون را با فشار زيادتري از ميان اين شريانها عبور دهد که نتيجه آن بزرگ شدن قلب و آسيب ديدن آن است. همچنين اگر قلب خون کافي براي فعاليت نداشته باشد دچار درد سينه يا حمله قلبي خواهد شد. درد سينه يک درد فشاري يا احساس فشار در قفسه سينه است. هم چنين ممکن است قطعه‌اي از رسوبات از جدار شريان جدا شده و همراه با جريان خون حرکت کند و در مکاني دورتر يک شريان کوچک را مسدود کند.
با توجه به خطرات ذکر شده براي بيماريهاي عروقي، تشخيص زودهنگام اين بيماريها اهميت ويژهاي مييابد. با توجه به اينکه در هر دو نوع بيماري عروقي ذکر شده سطح مقطع و در نتيجه سرعت جريان خون در شريان تغيير پيدا ميکند، از اين رو استفاده از يک ميکروسنسور اندازهگيري جريان4 با دقت بالا که کمترين تغييرات را در سيستم گردش خون بدن ايجاد کند، ايده خوبي براي تشخيص گرفتگي و يا اتساع در رگها خواهد بود. استفاده از تجهيزات ساخته شده در ابعاد ميکرو براي کاربردهاي پزشکي به خاطر اتلاف انرژي کم، دقت بالا، حساسيت بالا و سايز کوچک و هم چنين به دليل نتيجه بخشتر و کم هزينهتر بودن در اقدامات لازم براي مراقبت از سلامت، در حال گسترش است.
1-2- هدف
هدف ما در اين مطالعه، شبيهسازي يک نوع ميکروسنسور اندازهگيري جريان از نوع فيلم داغ در مدل واقعي آئورت انسان ميباشد که بر مبناي ايدهاي جديد، اتساع يا گرفتگي رگها را آشکار ميسازد. سنسورهاي فيلم داغ داراي مزيتهاي زيادي از جمله حجم کوچک، دقت بالا، پاسخ زماني کوتاه، ساخت آسان و قيمت ارزان در توليد انبوه ميباشند[1]. از مزيتهاي اين نوع ميکروسنسور در تشخيص و درمان بيماريهاي عروقي, نسبت به آنژيوگرافي, عدم استفاده از ماده حاجب که عوارض زيادي را به همراه دارد، ميباشد. اما نحوه درمان همانند آنژيوگرافي ميباشد. براي مثال ميتوان در ناحيهاي که گرفتگي عروق، توسط ميکروسنسور تشخيص داده ميشود، از عمل بالون زدن و استنت5 گذاري استفاده کرد. تزريق هر نوع ماده حاجب احتمال بروز عوارضي مانند ريسک واکنش حساسيتي، نارسايي کليه، اختلال ضربان قلب و تشنج را در پي خواهد داشت.
1-3- مفاهيم اصلي
1-3-1- رگهاي خوني
رگهاي خوني به سه دسته اصلي تقسيم مي‌شوند:
سرخرگها6 ( شريانها ) که خود به دو گروه سرخرگها و سرخرگهاي کوچک7 ( آرتريولها) تقسيم مي‌شوند.
سياهرگها8 (وريدها) که خود به دو گروه سياهرگها و سياهرگهاي کوچک9 ( ونولها ) تقسيم مي‌شوند.
مويرگها10 که عروق بسيار ظريفي هستند و در حد فاصل آرتريولها و ونولها قرار دارند.
سرخرگهاي بزرگ رگهاي خوني پرفشاري هستند که خون را از قلب دور کرده و به سرخرگهاي کوچک مي‌رسانند. سپس خون وارد مويرگها شده و تبادل اکسيژن، دي اکسيدکربن و مواد مغذي و فضولات متابوليسمي صورت گرفته و وارد سياهرگهاي کوچک مي‌شود. از آنجا خون کم فشار وارد سياهرگ‌هاي بزرگ شده و به قلب بازمي‌گرد.
تمام سرخرگها خون را از قلب دور کرده و تمام سياهرگها خون را به قلب نزديک ميکنند. در نتيجه تمام سرخرگها حاوي خون تصفيه شده هستند، غير از سرخرگ ششي که خون تصفيه نشده را از بطن راست به ششها مي‌برد تا تصفيه شود. تمام سياهرگها حاوي خون تصفيه نشده هستند، غير از چهار سياهرگ ششي که خون تصفيه شده را از ششها به دهليز چپ برمي‌گردانند[2].
مهم‌ترين سرخرگ بدن آئورت مي‌باشد که خون را از بطن چپ قلب دريافت و به اعضاي بدن مي‌رساند. در ابتداي محل خروج آئورت از بطن چپ، دريچه آئورت قرار دارد. کار دريچه آئورت اين است که هنگام انبساط بطن چپ بسته شده و مانع از برگشت خون از آئورت به قلب مي‌شود. آئورت پس از خروج از بطن چپ به سه قسمت آئورت صعودي11، قوس آئورت12، و آئورت نزولي13 تقسيم مي‌شود. شريانهاي کرونري از ابتداي آئورت منشأ گرفته و بنابراين اولين شريان‌هايي هستند که خون حاوي اکسيژن زياد را دريافت کرده و به عضلات قلب ميرسانند. دو شريان کرونري (چپ وراست) نسبتاً کوچک بوده و هر کدام فقط ? يا ? ميلي‌متر قطر دارند. بعد از آئورت صعودي به قوس آئورت ميرسيم. از قوس آئورت ابتدا شريان براکيوسفاليک14 جدا مي‌شود که اين شريان خود به دو شاخه شريان تحت ترقوه‌اي راست15 و کاروتيد راست16 تقسيم مي‌شود. دومين شريان اصلي که از آئورت جدا مي‌شود شريان کاروتيد چپ17 و سومين شريان، شريان تحت ترقوه‌اي چپ18 است. بعد از قوس آئورت، آئورت نزولي قرار دارد. آئورت نزولي را در قفسه سينه، آئورت سينه‌اي19 و در محوطه شکم، آئورت شکمي20 مي‌نامند. شريانهاي سلياک21، شريانهاي کليوي22 راست و چپ و شريان‌هاي روده‌اي23 بالا و پايين از آئورت نزولي جدا مي‌شوند. آئورت در انتهاي مسير خود به دو شريان لگني24 راست و چپ منشعب شده و به اندام تحتاني خون رساني مي‌کند. شکل 1-1 سرخرگ آئورت و شاخههاي منشعب شده از آن را نشان ميدهد. شکل 1-2 شاخه‌هاي منشعب شده از قوس آئورتي را به وضوح نشان ميدهد.
شکل ‏1-1: نمايي از آئورت و شاخههاي مهم منشعب شده از آن[3]
شکل ‏1-2: نمايي از آئورت و شاخه‌هاي جدا شده از قوس آئورتي[4]
1-3-2- قلب
قلب انسان از چهار حفره تشکيل شده است که وظيفه آن پمپ کردن خون به سراسر بدن ميباشد. قلب داراي چهار حفره است. دهليز25 راست، بطن26 راست، دهليز چپ و بطن چپ[2].
شکل 1-3 شمايي از اين چهار حفره را نشان ميدهد که علايم به‌کاربرده شده براي حفرهها عبارتند از :
LV=Left Ventricle, LA=Left Atrium, RA=Right Atrium, RV=Right Ventricle
شکل ‏1-3: تصويري از قلب و حفره‌هايش[5]
قلب توسط يک ديواره عضلاني عمودي به دو نيمه راست و چپ تقسيم مي‌شود. هر يک از دو نيمه راست و چپ نيز مجدداً به وسيله يک ديواره عضلاني افقي نازک‌تر به دو حفره فرعي مجزا تقسيم مي‌شوند. حفره‌هاي بالايي دهليز نام داشته و دريافت‌کننده خون مي‌باشند و حفره‌هاي پاييني بطن نام دارند که وظيفه آنها پمپ کردن خون دريافتي به اعضاي بدن ميباشد. بين بطنها و دهليزها و همچنين بين قلب و سرخرگهاي بزرگ (آئورت و سرخرگ ريوي) دريچههايي وجود دارد که در مجموع چهار دريچه ميباشند. وظيفه دريچههاي قلبي جلوگيري از بازگشت جريان خون از بطنها به دهليزها يا از سرخرگهاي بزرگ به بطنها ميباشد. دريچههاي دهليزي- بطني27 شامل دريچه سه لتي28 و دريچه دولتي (ميترال29) ميباشند، که به ترتيب بين دهليز و بطن راست و بين دهليز و بطن چپ قرارگرفته‌اند. دريچه ريوي30 بين بطن راست و سرخرگ ريوي قرار گرفته است و دريچه آئورتي31 بين سرخرگ آئورت و بطن چپ قرار دارد. جريان خون از بطن چپ به آئورت ميرود و پس از گردش در نواحي مختلف بدن (بجز ششها) از طريق دو سياهرگ به نامهاي اجوف فوقاني32 و اجوف تحتاني33 به دهليز راست وارد ميشود. اين گردش خون به عنوان گردش سيستميک34 شناخته ميشود. خون وارد شده به دهليز راست از طريق دريچه دهليزي- بطني وارد بطن راست مي‌شود. جريان خون از بطن راست از طريق شريان ريوي به سمت ريه‌ها فرستاده ميشود که دهليز چپ در برگشت اين خون فرستاده شده به ريهها را دريافت ميکند. اين گردش خون به عنوان گردش ريوي35 تعريف ميشود. نرخ پمپاژ خون از راه گردشهاي سيستميک و ريوي در شرايط معمولي حدود 2/5 ليتر در دقيقه ميباشد. ميتوان گفت قلب از دو پمپ که به صورت سري خون را در گردش سيستميک و ريوي بدن پمپ ميکنند، تشکيل شده است. بطن راست که يک پمپ کم فشار ميباشد، خون گردش ريوي را تأمين ميکند، در حالي که بطن چپ که يک پمپ پرفشار ميباشد، خون گردش سيستميک را تأمين ميکند[6]. شکل 1-4 نمايي از اين ورود و خروج خون به قلب را نشان ميدهد.
شکل ‏1-4: نمايي از نحوه ورود و خروج خون در قلب[7]
1-3-3- سيستم گردش خون36
وظيفه سيستم گردش خون برآوردن نيازهاي بافت‌ها است، يعني حمل مواد غذايي به بافت‌ها، حمل فرآوردههاي زائد به خارج از بافت‌ها، رساندن هورمونها از يک قسمت بدن به قسمت ديگر و به طور کلي حفظ يک محيط مناسب در تمام مايعات بافتي براي بقا و عمل مناسب سلولها ميباشد.
خون پمپ شده از قلب که حاوي مواد غذايي و اکسيژن ميباشد، توسط سرخرگ‌ها در بدن توزيع مي‌گردد. همان طور که قبلتر توضيح داده شد، سرخرگها (شريانها) پس از انشعاب به شاخه‌هاي باريک، سرخرگهاي کوچک (آرتريولها) را به وجود ميآورند. سرخرگهاي کوچک نيز به انشعابات باريک‌تري به نام مويرگ ختم مي‌شوند. مبادله مواد بين خون و سلولهاي اندام‌هاي مختلف در سطح مويرگ‌ها انجام مي‌شود. پس از مبادله مواد، خون مويرگي به سياهرگهاي کوچک (ونول) منتقل شده و نهايتا توسط سياهرگها (وريدها) مجددا به قلب بازمي‌گردد[2]. شکل 1-5 دستگاه گردش خون و ميزان خون در قسمتهاي مختلف آن را نشان ميدهد.
شکل ‏1-5: دستگاه گردش خون و توزيع خون (درصد نسبت به کل حجم خون بدن) در قسمتهاي مختلف آن[7]
1-3-4- دوره قلبي37
هر ضربان قلب شامل دو مرحله انقباض و انبساط ميباشد. مرحله انقباضي قلب را سيستول و مرحله انبساطي قلب را دياستول مينامند. دوره قلبي مجموعه يک سيستول و يک دياستول و يا به عبارت ديگر، مدت زماني است که از انتهاي يک انقباض قلب تا انتهاي انقباض ديگر طول ميکشد. تعداد ضربان قلب به طور طبيعي حدود 75 بار در دقيقه ميباشد که در اين صورت هر سيکل قلبي 8/0 ثانيه طول ميکشد که در آن سيستول بطني 3/0 ثانيه و دياستول بطني 5/0 ثانيه ميباشد. اتفاقاتي که در طي يک دوره قلبي، يعني از ابتداي يک سيستول بطني تا ابتداي سيستول بطني بعد رخ ميدهد، به شرح زير است:
با شروع سيستول بطني، در اثر افزايش فشار داخل بطن‌ها و زيادتر شدن فشار داخل بطن‌ها از فشار دهليزها، دريچه‌هاي دهليزي- بطني بسته مي‌شوند، اما هنوز دريچه آئورت و دريچه ريوي باز نشده‌اند. براي باز شدن اين دريچهها بايد فشار درون بطن چپ بيشتر از فشار درون شريان آئورت و فشار درون بطن راست بيشتر از فشار درون شريان‌ ريوي گردد. اين مرحله را مرحله انقباض حجم ثابت ميگويند. در پايان اين مرحله، بطن فشار كافي براي باز کردن دريچههاي آئورتي و ريوي در برابر فشار شريان آئورت و شريان ريوي توليد ميكند. در حالت طبيعي حداقل فشار داخل شريان آئورتي 80 ميليمتر جيوه و در شريان ريوي 8 ميلي‌متر جيوه است. بنابراين هنگامي كه فشار بطن چپ کمي بيشتر از 80 ميليمتر جيوه و فشار بطن راست کمي از 8 ميليمتر جيوه بالاتر ميرود، دريچههاي آئورت و ريوي باز شده و بلافاصله خون شروع به بيرون ريختن از بطنها ميكند. خروج در ابتدا سريع بوده ولي با پيشرفت سيستول آهسته ميشود. حدود 70 درصد تخليه در طي ثلث اول مرحله خروج خون و 30 درصد باقيمانده در طي دو ثلث بعدي انجام ميشود. بنابراين ثلث اول، مرحله خروج سريع و دو ثلث آخر، مرحله خروج آهسته ناميده ميشوند.
وقتي فشار داخل بطن‌ها آن قدر کاهش يافت که از فشار درون شريان‌هاي آئورتي و ريوي کمتر شد، دريچه‌هاي آئورتي و ريوي بسته مي‌شوند. کاهش فشار داخل بطني طي دياستول بطني ادامه مي‌يابد تا اينکه فشار داخل بطنها از فشار دهليزها کمتر شود. در اين هنگام دريچه‌هاي دهليزي-بطني باز شده و خون از دهليزها وارد بطن‌ها مي‌شود. در اين زمان يک دوره قلب کامل شده است. شکل 1-6 تغييرات فشار دهليزي، بطني و آئورتي را طي يک سيکل قلبي نشان ميدهد[7].
شکل ‏1-6: تغييرات فشار دهليزي، بطني و آئورتي[7]
1-3-5- خون
به طور کلي خون از دو جزء سلولهاي خوني و پلاسما تشکيل شده است. حدود 45-40 درصد حجم خون سلولهاي خوني و بقيه آن پلاسما ميباشد. درصد حجمي سلولهاي خوني تحت عنوان هماتوکريت38 شناخته ميشود. سلولهاي خوني شامل گلبولهاي قرمز39، گلبولهاي سفيد40 و پلاکتها41 ميباشند. گلبولهاي قرمز وظيفه حمل اکسيژن و دياکسيدکربن را دارند. گلبولهاي سفيد در ايمني بدن نقش داشته و پلاکتها در لخته شدن خون نقش ايفا ميکنند. پلاسما مايعي ميباشد که درون آن سلولهاي خوني معلق ميباشند. پلاسما شامل پروتئينها، الکتروليتها، هورمونها و . . . ميباشد. خون حدود 6 تا 8 درصد وزن بدن انسانهاي سالم و معمولي را تشکيل ميدهد. اغلب انسانها حدود 5/4 تا 6 ليتر خون در بدن خود دارند. چگالي خون کمي از چگالي آب بيشتر و حدودKg/m3 1060 مي‌باشد. لزجت خون يک ويژگي بسيار مهم ميباشد، چون کاري که نياز است تا خون درون سرخرگها جريان يابد را تحت تاثير قرار مي‌دهد. سيال پلاسما را مي‌توان به عنوان سيال نيوتني تلقي نمود، اما خون را به خاطر داشتن سلولهاي خوني قرمز نمي‌توان سيال نيوتني فرض نمود. بنابراين خون آدمي يک سيال غيرنيوتني است[2]. لزجت خون تابع دما، نرخ برشي و درصد سلولهاي خوني است. شکل 1-7 رابطه بين لزجت خون، به عنوان يک سيال غيرنيوتني، و نرخ برش را در يک دماي ثابت با هماتوکريت در محدوده 33 تا 45 نشان ميدهد. با توجه به شکل متوجه ميشويم که هرچه مقدار نرخ برش افزايش يابد، لزجت خون کاهش مييابد. ولي براي مقادير نرخ برش بيشتر از 100 به دليل تغير شکل گلبولهاي قرمز لزجت خون به يک مقدار حدي ميل ميکند و در واقع از اين ناحيه به بعد خون رفتار نيوتني دارد.
شکل ‏1-7: رابطه بين لزجت خون با نرخ برش بر اساس داده‌هاي آزمايشگاهي مختلف[8]
به دليل خاصيت غير نيوتني خون نمي‌توان از فرض ثابت بودن لزجت در معادلات حاکم بر جريان خون استفاده کرد. براي حل اين مشکل پژوهشگران روابط مختلفي را براي مدل کردن رفتار غيرنيوتني خون بيان کرده‌اند. از مدلهاي ارائه شده براي رفتار غيرنيوتني خون ميتوان به مدل تواني42، تواني تعميم يافته43،کسون44، کاريا45 و والبرن- اشنک46 نام برد که مدل کاريا در مقايسه با نتايج آزمايشگاهي از دقت بالايي برخوردار است[9].
شکل 1-8 نمودار لزجت برشي آشکار بر حسب نرخ برش را براي مدلهاي غيرنيوتني مختلف نشان ميدهد.
شکل ‏1-8: مدلهاي مختلف براي بيان خاصيت غير نيوتني خون[9]
مدل لزجي مورد استفاده در اين تحقيق کاريا مي‌باشد که از رابطه زير براي بيان لزجت خون استفاده مي‌کند :
(1-1)?(? ? )=?_?+(?_0-?_? ) (1+(?? ? )^2 )^((n-1)/2)
در رابطه بالا ?_0 لزجت برشي صفر و ?_? لزجت برشي بينهايت و پارامترهاي ? و n مقادير ثابتي هستند. اين مقادير عبارتند از[10] :
?=3.313 s, n=0.3568, ?_0=0.056 Pa.s, ?_?=0.00345 Pa.s
1-3-6- جريان خون در آئورت
جريان خون در رگهاي بزرگ معمولاً به صورت آرام در نظر گرفته ميشود. زيرا به علت کوچک بودن ميانگين سرعت جريان، عدد رينولدز نيز نسبتاً مقادير کوچکي خواهد داشت [11, 12].
براي بررسي رژيم جريان و تعيين آرام يا آشفته بودن آن در جريانهاي نوساني از پارامتر بي بعدي به نام عدد ومرسلي استفاده ميشود. اين پارامتر توسط رابطه زير بيان ميشود :
(1-2)?=R(?/?)^(1?2)
در اين رابطه R مقياس طول مناسب (در اين تحقيق شعاع هيدروليکي)، ? فرکانس نوسانات زاويهاي و ? لزجت سينماتيک سيال است.
به دليل متغير بودن لزجت سينماتيک سيال در اين تحقيق، از مقدار متوسط آن در اين رابطه استفاده خواهد شد.
بر اساس مطالعات آزمايشگاهي نرم47 و همکاران، عدد رينولدز بحراني براي جريان نوساني در آئورت از رابطه Rec=k? بدست ميآيد که در اين رابطه ضريب k در بازه 250 تا 1000 قرار دارد و ? عدد ومرسلي ميباشد[13]. که براي تعيين رژيم جريان بايد بيشينهي عدد رينولدز در جريان محاسبه شده و با مقادير رينولدز بحراني مقايسه گردد. اين بررسي در بخش 6-1-4 آورده شده است.
1-3-7- سيتيآنژيوگرافي48
به خاطر برخي عوارض و مشکلات آنژيوگرافي تهاجمي و همچنين ترس و نگراني‌هايي که برخي بيماران از انجام آنژيوگرافي دارند، پزشکان تلاش کردند تا روشهاي ديگري را ابداع کنند که براي بيماران مقبول‌تر و راحت‌تر باشد. سيتيآنژيوگرافي روشي جديد و نوپا و فعلاً فقط روشي تشخيصي (بدون امکان مداخله درماني) براي بررسي رگهاي مختلف بدن، بدون نياز به آنژيوگرافي تهاجمي است. در تصاوير راديوگرافي معمولي چون رگهاي خوني کنتراست زيادي نسبت به بافتهاي اطرافشان ندارند، به وضوح قابل تشخيص نيستند. لذا در اين روش از يک ماده حاجب که معمولاً مادهاي با چگالي بالا مانند يد مي‌باشد، استفاده مي‌کنند. چگالي بالاي اين ماده باعث جذب فوتونهاي اشعه ايکس49 و وضوح بالاي رگها در تصاوير ميشود. در اين روش با استفاده از اشعه ايکس و با همان تکنيکهاي مورد استفاده در دستگاههاي سيتياسکن و تزريق ماده حاجب، الگوي جريان خون در رگها تصويربرداري مي‌شود. امواج اشعه ايکس از يک تيوپ چرخشي براي درست کردن تصاوير با برش مقطعي باريک ساطع شده، سپس تصاوير بهدست آمده با کمک نرمافزارهاي پيشرفته کامپيوتري بازسازي سه بعدي شده و به صورت تصوير سه بعدي ناحيه مورد نظر نمايش داده مي‌شوند. اين تصويربرداري چند دقيقه بيشتر طول نميکشد و با استفاده از آن پزشکان ميتوانند تصاويري با وضوح و دقت بالا از رگهاي بدن تهيه و از آن در تشخيص بيماريها استفاده کنند.
در اين روش تصويربرداري، هيچ کتتري50 به عروق بزرگ بيمار وارد نمي‌شود و ماده حاجب با پمپ مخصوص از طريق آنژيوکت، به داخل سياهرگهاي محيطي کوچک (معمولاً دست)، تزريق مي‌شود. در اين روش بيمار هيچ دردي حس نمي‌کند و فقط برخي اوقات در طول تزريق ماده حاجب، احساس گرم شدن بدن به بيمار دست مي‌دهد. بعد از اتمام آزمون، نياز به بستري نبوده و بيمار ميتواند به منزل مراجعه کند و به فعاليتهاي روزمره خود برگردد. البته اين روش تصويربرداري هم مانند همه روشهاي ديگر بدون مشکل نيست. از معايب اين روش مي‌توان به موارد زير اشاره کرد:
ريسک واکنش حساسيتي نسبت به ماده حاجب وجود دارد.
احتمال نارسايي کليه در اثر تزريق ماده حاجب، مخصوصاً براي بيماراني که داراي بيماري خفيف کليوي و يا ديابت هستند وجود دارد. زيرا ماده حاجب به عملکرد کليه‌ها صدمه مي‌زند و ممکن است حتي نياز به دياليز پيش آيد.
خطرات ناشي از تابش اشعه ايکس وجود دارد.
اين روش فقط يک روش تشخيصي است که در آن امکان انجام مداخلات درماني همانند آنژيوپلاستي، که در آنژيوگرافي در صورت لزوم انجام مي‌شود، وجود ندارد.
در شخصي که بسيار چاق است، تصاوير كيفيت خوبي نخواهند داشت.
اگر بيمار ضربان نامنظم قلب داشته باشد، ممكن است سيتيآنژيوگرفي به سختي تفسير شود.
سيتيآنژيوگرافي در عكس‌برداري از عروق پيچدرپيچ، مخصوصاً شريانهاي کرونري، به اندازه آنژيوگرافي با كتتر، قابل اطمينان نيست.
1-3-8- کتتر
در علوم پزشکي، کتتر يک لوله نازک است که از موادي ساخته ميشود که با مايعهاي موجود در بدن، واکنشي نداشته باشد. کتترها معمولاً از جنس سيليکون و يا ديگر پليمرها بوده و ميتوانند وارد حفرههاي بدن و يا رگها شده و بر اساس نوع کتتر، کارهاي متفاوتي را انجام دهند. از جمله کاربردهاي کتترها ميتوان به



قیمت: تومان


پاسخ دهید