توصيفگر ها :
عضله كف لگن , بي اختياري استرسي ادرار , برهمكنش سيال و سازه , شبيه سازي فشار مثانه
چكيده فارسي :
اين مطالعه با هدف توسعه روش برهمكنش ميان سيال و سازه براي مدل سازي اندام هاي لگني در زنان بمنظور تعيين دقيق اثرات سيال ادرار درون مثانه بر ساختار حمايت كننده و تحرك مثانه انجام مي شود. مدل محاسباتي سه بعدي از لگن يك زن شامل اندامها، عضلات كف لگن، ليگامنتها و سيال ادرار ايجاد شده است. بافت هاي نرم با ويژگي هاي مواد غيرخطي هايپرالاستيك مدل سازي شده اند. معادلات ناوير-استوكس حاكم بر جريان سيال در حوزه محاسباتي سيال (ادرار) حل شده است. تعامل ميان سيال ادرار و بافت مثانه با روش برهمكنش ميان سيال و سازه شبيه سازي شده است. تغييرات فشار در داخل مثانه، تغيير شكل كلي و تحرك مجراي ادراري مورد بررسي قرار گرفته است. علاوه بر اين، نتايج شبيهسازي به كمك مقايسه با تست يورودايناميك و نتايج تحليل آماري تأييد شده اند. نتايج نشان مي دهد كه فشار شبيهسازي شده درون مثانه به كمك روش برهمكنش ميان سيال و سازه ميتواند رفتار تغييرات فشار شكمي در مانور والساولوا بدست آمده از تست يورودايناميك داوطلب را پيشبيني نمايد. افزايش فشار درون شكمي (PABD) باعث ميشود كه مثانه، رحم و ركتوم به سمت پايين و جلو بدن داوطلب حركت كنند. مجراي ادرار در جهت حركت عقربههاي ساعت به شكل حرف "C" ميچرخد و استخوان سمفيز-پوبيس را احاطه ميكند. علي رغم افزايش فشار درون شكمي (PABD)، مجراي ادرار كمي به موقعيت اول خود باز گشته و مجدداً در جهت مخالف دوران ميكند و به شكل حرف "S" تغيير شكل مي دهد كه اين تغيير شكل را مي توان به دليل ويژگيهاي مكانيكي هايپرالاستيك بافتهاي حمايتي دانست. بيشترين ميزان تغييرات در مثانه و مجراي ادراري رخ داده و اين ميزان از تغييرات در گام زماني زمانيt=0.08 S و در ميانه بارگذاري بوده است، در حالي كه بارگذاري فشار درون شكمي به حالت حداكثر خود نرسيده است، ساختار پشتيبان سعي در جلوگيري از حركت مثانه و مجراي ادراري دارد. زاويه رتروپيوبيك گردن مثانه و زاويه گردن مثانه با استخوان لگن به ترتيب 92/58 % و 76/55 % تغيير كرده است. بنابراين شبيه سازي حاضر بطور مؤثري الگوهاي تحرك مجراي ادراري را نشان مي دهد و درك بهتري از رفتار كف لگن و همچنين كمك به شناسايي نقاط آسيب پذير و برنامه ريزي بهتر براي درمان هاي جراحي را مي تواند ارائه دهد.
چكيده انگليسي :
This study aims to develop a Fluid-Structural Interaction method for the female pelvic model to pinpoint the effects of urine on the supporting structure and the bladder mobility. A 3-D computational model of the female pelvic including the organs, pelvic floor muscles, ligaments, and urine was developed. Soft tissues with nonlinear hyperelastic material characteristics were modeled. The Navier-Stokes equations govern the fluid flow within the computational domain (urine) were solved. The urine and soft tissue interactions were simulated by the Fluid-Structure Interaction method. The vesical pressure changes inside the bladder, the total deformation, and the urethra mobility were analyzed. Moreover, the simulation results were validated by comparing them with a urodynamic test and statistically analyzed results. The results indicate that the predicted vesical pressure using the fluid-structure interaction method can estimate the pressure changes during the Valsalva maneuver obtained from urodynamic testing in volunteers. Increased intra-abdominal pressure (PABD) causes the bladder, uterus, and rectum to move inferior and posterior in the volunteerʹs body. The urinary tract rotates clockwise in a "C" shape, surrounding the pubic symphysis bone. Despite the increase in intra-abdominal pressure (PABD), the urinary tract slightly returns to its normal position and rotates in the counter clockwise direction, deforming into an "S" shape, which can be attributed to the hyperelastic mechanical properties of the ligaments and muscle tissues. The most significant changes occur in the bladder and urinary tract, with maximum changes noted at the time step t=0.08s, while the intra-abdominal pressure has not the maximum value. The supporting structure prevent the deformation of the bladder and urinary tract. The retropubic bladder neck angle and the bladder neck-Pubic bone angle have changed by 58.92% and 55.76%, respectively. Additionally, the retropubic urethral length of the urinary tract has changed by -48.74%. This simulation effectively depicts the patterns of urethra mobility, which provides a better understanding of the behavior of the pelvic floor and better planning for surgical treatments.