14315

12946

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1397

چهارده، ۱۰۰ص.: مصور، جدول، نمودار

احمدرضا پيشه ور

محسن لاهوتي

محسن دوازده امامي، احمد سوهانكار

1397/11/17

كتابنامه

مكانيك

مهندسي مكانيك

1397/11/21

ID12946

چکیده آنوريزم مغزی يک بیرون زدگی در عروق مغزی ا ست که اگر پاره شود فرد مبتال به خونريزی زير عنکبوتیه می شود و در ادامه منجر به آ سیب دائمی و يا مرگ بیمار می شود ري سک جراحی آنوريزم از خطر پارگی آن باالتر ا ست و پز شک به صورت تجربی ت صمیم به جراحی يا عدم جراحی میگیرد گاهی يک فرد با آنوريزم پايدار خود سااالها زندگی میکند و اگر جراحی کند عوارض جانبی ممکن ا است از ريسک پارگی آنوريزم باالتر رود از اين رو توجه مهندسان بیومکانیک به اين حوزه جلب شده است با توجه به پیشرفت تکنیک های عکسبرداری از مغز و پی شرفت علم دينامیک سیاالت محا سباتی محققان بر آن شدند تا جريان خون در آنوريزم را شبیه سازی کنند و با بررساای پارامترهای همودينامیک و مورفولوژيک و همبسااتگی آن با شاارايط بیمار يک راه حل برای پیشبینی شاارايط آنوريزم بیابند در اين پژوهش هدف شبیه سازی و تحلیل دينامیک سیاالت محاسباتی CFD و تعامل سیال سازه FSI آنوريزم مغزی و بررساای پارامترهای همودينامیک و مورفولوژيک آن اساات به اين منظور جريان خون ناپايا درآنوريزم مغزی شااماتیک با ابعاد واقعی در نرم افزار المان محدود 3 9 ADINA شبیه سازی شده است کوپل معادالت سیال و جامد به صورت دوطرفه انجام شد عدد رينولدز در محدودهی 004 و جريان آرام است مالحظه شد که وقتی ديوارهی رگ به صورت االستیک در نظر گرفته میشود مقادير WSS تنش برشاای ديواره در مقايسااه با حالت صاالب تفاوت 21 درصاادی دارد و ديوارهی صاالب مقادير WSS را بیشااتر درك میکند همچنین به بررساای دقیف فیزيک و همودينامیک جريان در يک آنوريزم مرجع پرداخته شااده اساات يکی از نکات مهم در اين پژوهش اعمال فشااار ICP درون جمجمهای بر روی ديوارهی رگ است به منظور بررسی پارامترهای مورفولوژی پارامترهای بی بعد نسبت منظری نسبت اندازه و فاکتور دهانهی آنوريزم در بازهی مقادير واقعی تغییر داده شده ا ست و 23 هند سه ا ستخراج شد اين هند سهها به تايید پز شک جراح مغز و اعصاب رسید و سپس به صورت FSI شبیه سازی شدند نتايج نشان دادند که تحلیل FSI برای مورفولوژیهای متفاوت نیز تأثیر خودش را دارد م شاهده شد که با افزايش ن سبت اندازه مقدار WSS زياد شده واحتمال پارگی از نوع اول برای آنوريزمها وجود دارد با افزايش نسبت منظری يک جريان ثانويه در آنوريزم به وجود میآيد که با افزايش زمان ماند خون احتمال پارگی از نوع دوم برای آنوريزمها وجود دارد تأثیر فاکتور دهانه بر روی مکان رخداد بیشترين مقدار جابهجايی ديوارهی رگ پیدا شد با گسترش اين نتايج يک پزشک از روی شکل ظاهری آنوريزم میتواند تشخیص دهد که آنوريزم در چه شرايطی قرار دارد نتايج اين بررسی میتواند در ابداع درمانهای جايگزين برای اين بیماری راهگشا باشد و همچنین در تصمیمگیری پزشک معالج برای جراحی يا عدم جراحی کمک کند کلمات کلیدی آنوريزم مغزی دينامیک سیاالت محاسباتی تعامل سیال سازه مورفولوژی همودينامیک هشت چهارده

101 Fluid structure interaction modeling of intracranial aneurysm investigation of morphological and hemodynamic parameters Narges Ahmadi narges ahmadi1@me iut ac ir Date of Submission 2019 01 20 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Pishevar Ahmadreza apishe@cc iut ac ir Abstract Intracranial aneurysm is an outpunching in the cerebrovascular that if it is ruptured subarachnoidhemorrhage occurs and subsequently leads to permanent damage or death of the patient The risk of surgeryis higher than the risk of rupture Sometimes a person lives with an unruptured aneurysm for many years andif a surgery is done side effects might be higher than the risk of the aneurysm rupture Hence the attentionof the biomechanics engineers has been drawn to this field With the advanced techniques of cerebral imagingand the science of computational fluid dynamics the researchers attempted to simulate the flow of bloodin an aneurysm and by examining hemodynamic and morphological parameters and correlating them withthe patient s conditions find a solution to predict the aneurysm conditions The purpose of this study is tosimulate and analyze Computational Fluid Dynamics CFD and Fluid Structural Interaction FSI in acerebral aneurysm and to examine its hemodynamic and morphological parameters For this purpose thetransient blood flowed in an aneurysm has been simulated with the real dimensions in the ADINA 9 3 finiteelement software Coupling of fluid and solid equations was done bilaterally The Reynolds number wasaround 400 and the flow was assumed laminar It was observed that when the wall of the vessel is consideredto be elastic the value of WSS Wall Shear Stress is 12 lower in comparison to the rigid state and the rigidwall will feel a higher WSS Also the physique and hemodynamic of a referenced aneurysm have beeninvestigated One of the important points in this study is to apply ICP intracranial pressure on the vesselwall In order to investigate the morphological parameters the dimensionless parameters of the aspect ratio size ratio and the bottleneck factor were changed over the real value ranges and 32 geometries wereconsidered These geometries were confirmed by a surgeon and then simulated The results showed that FSIanalysis for different morphologies has its own effect It was observed that by increasing the size ratio theamount of WSS is increased and there is a possibility of a first type rupture for aneurysms By increasing theaspect ratio a secondary stream is created in an aneurysm that with increasing relative residence time thereis a possibility of a second type rupture of the aneurysms The effect of the bottleneck factor is on changingthe position where the highest amount of displacement of the vessel wall occurs These results help a surgeonto predict the condition of an aneurysm by considering its morphology The results of this study can lead tothe development of alternative therapies for this disease as well as helping the physician to make a decisionon surgical or non surgical treatment Keywords Intracranial Aneurysm CFD Fluid structure interaction morphological hemodynamic

احمدرضا پيشه ور

محسن لاهوتي

محسن دوازده امامي، احمد سوهانكار