پديد آورنده :
شجاعيان فرود، فرشيد
عنوان :
شبيه سازي جريان مايع مغزي نخاعي (CSF) در هندسه ي سه بعدي مغز فردِ سالم و بيمار هيدروسفالي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تبديل انرژي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مكانيك
صفحه شمار :
چهارده، ۱۲۶ص.: مصور، جدول، عكس(رنگي)، نمودار
استاد راهنما :
ابراهيم شيراني
استاد مشاور :
محسن لاهوتي، محمودرضا عباس زاده
توصيفگر ها :
مايع مغزي نخاعي , بافت مغز , فضاي زيرعنكبوتيه , هيدروسفالي غيرانسدادي , برهمكنش جامد و سيال , صلب , الاستيك
استاد داور :
احمدرضا پيشه ور، محمود اشرفي زاده
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/04/09
چكيده فارسي :
1 چكيده هدف اصلي اين پژوهش رسيدن به فهم كاملتري از جريان مايع مغزي نخاعي در سيستم بطني مغز بافت مغزي و فضاي زيرعنكبوتيه در توضيح بيماريهاي سيستم عصبي مركزي مانند هيدروسفالي ميباشد اين هدف مبتني بر ارائهي تحليلي جزئي از جريان پالسي CSF و ديناميك فشارها در فرد عادي و بيمار هيدروسفالي در يك مدل سهبعدي است در اين راه از عكسهاي MRI و استفاده از روش CINE MRI در گسترش و اعتبار سنجي روشهاي محاسباتي بر اساس اصول اوليه پايستگي براي پيشبيني فشار سيال و تنشهاي بافتي و براي بازسازي بافت و فضاي سهبعدي مغز انسان استفادهشده است با استفاده از مدلسازي صورتگرفته تالش شده تا يك مدل كلي از فيزيك سيستم عصبي مركزي فراهمگردد تا برهمكنش بين جريان سيال و بافت مغز بهدرستي مدلسازي شود با استفاده از اين عمليات محاسباتي توضيحات و توصيفات بهتري از اندازهگيريهاي آزمايشگاهي بر اساس شناخت نيروهاي واردشده جريانها و برهمكنشهايي كه در ديناميك مدلهاي افراد عادي و بيمار شده ارائه گرديدهاست براي اين منظور ابتدا مدلسازي با فرض بافت مغز انسان بهصورت يك بافت جامد صلب دنبال شده و نتايج حاصل با نتايج واقعي مقايسه شده است با مقايسهي پروفيلهاي سرعت و پروفيل متوسط حجمي فشار از اين تحليلها باحالت واقعي در عين وجود شباهتهايي در روند تغييرات نمودارها به تفاوتهايي محسوسي پي برده شده كه استفاده از فرض بافت مغز صلب را به چالش كشيدهاست با تغييراتي كه در شرايط مرزي اعمال شد نتايج حاصل بررسيشده و تأثير هريك از تغييرات روي نتايج ارزيابي گرديدهاست تغييرات باالي فشار وريد ژوگوالر يا افزايش بازهي تغييرات فشار وريد مركزي منجر به افزايش سرعت CSF شدهاست كه ميتواند در مواردي به بافت مغز صدمه وارد كند همچنين بر اساس اين بررسيها ضرايب و مختصات الزم براي شرط مرزي فشار خروجي كه بهندرت در منابع گذشته يافت ميشد و مقادير ثبتشده هم نتايج متفاوتي را نشان ميداد عامل اصلي اختالفات موجود بين پروفيلهاي فشار است در فاز دوم بررسي به مطالعهي جزئيات جريان اطراف بافت مغز االستيك پرداختهشده است مدلي مبتني بر برهمكنش همزمان جامد و سيال FSI تعريفشده كه مرزهاي دو حوزه همزمان با يكديگر تغيير شكل ميدهند و حركت هريك بر ديگري تأثيرگذار است در بررسي يافتههاي حاصل از اين مدل هم پروفيلهاي سرعت فشار تنش برشي و پارامترهاي مختلف حوزهي جامد و سيال ارائهشده و براي ضرايب االستيسيتهي مختلف مقايسه گشتهاست همچنين نتايج حاصل از مدلسازي مغز االستيك با نتايج مرحلهي قبل كه بافت مغز بهصورت صلب در نظر گرفتهشده بود مقايسه شده و تفاوتهاي ايجادشده تفسير گرديدهاست بر اساس اين بررسيها فرض بافت مغز بهصورت يك جامد صلب فرضي ناكارآمد در فهم دقيق ديناميك جريان CSF به دست آمدهاست براي ضرايب االستيسيتهي مختلف پروفيلهاي سرعت و فشار مقايسه گرديده و با نزديك كردن هر چه بيشتر اين ضريب به مدول بافت مغز واقعي نتايج انطباق بيشتري با نتايج آزمايشگاهي پيدا كردهاست كلمات كليدي مايع مغزي نخاعي بافت مغز فضاي زيرعنكبوتيه هيدروسفالي غيرانسدادي برهمكنش جامد و سيال صلب االستيك
چكيده انگليسي :
139 Simulation of Cerebrospinal Fluid CSF Flow in Brain s 3D Geometry of Normal Case and Hydrocephalic Patient Farshid Shojaeian Foroud f shojaeian@me iut ac ir Date of Submission 2012 06 13 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Ebrahim Shirani eshirani@cc iut ac irAbstract CSF is a clear liquid that its mechanical properties are to a large extent similar to water properties Regarding the lack of a numerical index for diagnosis of diseases resulting from increased CSF pressure suchas hydrocephalus evaluation of hydrodynamic conditions of CSF in cerebral ventricular system is of greatimportance At first brain tissue is assumed to be a rigid body and CSF flow around the rigid brain wasmodeled At the next level 3D fluid structure interaction modelling was utilized for simulation normal caseand non communicating hydrocephalus patient brain to study details of CSF flow around the elastic braintissue The results confirmed an appropriate correlation between increase in the range of jugular vein pressureand CSF velocity in the brain ventricles and canals It means that when the blood pressure range changes tocritical situation CSF velocity increase especially in aqueduct of sylvius Assumption of brain tissue as a rigidbody can not satisfy the experimental results from MRI There is different numbers for young s Module thatreports by papers 41 43 and in simulation of elastic brain five different elasticity coefficients used for braintissue The best prediction of CSF flow in aqueduct of sylvius achieve by elasticity of 200kPa for brain tissue The maximum velocity of flow in aqueduct of sylvius is about 4cm s that conform the MRI results Keywords Cerebrospinal Fluid Brain tissue Subarachnoid space Communicating Hydrocephalus Fluid andstructure interaction Rigid Elastic
استاد راهنما :
ابراهيم شيراني
استاد مشاور :
محسن لاهوتي، محمودرضا عباس زاده
استاد داور :
احمدرضا پيشه ور، محمود اشرفي زاده
