Моделирование реологических свойств крови в коронарных сосудах со стенозом

Аннотация

Введение. Представленная работа является пилотным исследованием, в котором рассматривается моделирование течения крови в прямом сосуде со стенозом в приближениях сплошной среды с постоянной вязкостью и с вязкостью, зависящей от параметров кровотока — давления в сосуде и скорости. Такая модель описывает гемодинамику в крупных артериях со стенозами. Большинство работ, посвященных моделированию кровотока в сосудах, рассматривают кровь как однородную жидкость, коэффициент вязкости которой не зависит от скорости и давления. Такое допущение упрощает процедуру математического моделирования движения крови по сосуду, но не вполне соответствует данным современных исследований вязких свойств крови. Цель исследования — оценить влияние реологических процессов в крови на характеристики ее течения в артерии со стенозом. Материалы и методы. Для моделирования гемодинамики рассматривался прямой фрагмент сосуда, имеющего жесткие стенки, с идеальным стенозом. Гемодинамические течения моделировалось с помощью модели Навье — Стокса для несжимаемой жидкости, а зависимость вязкости крови от скорости ее движения по сосуду и давления в нем учитывалось посредством уравнения Карро. Результаты. Установлено, что реологические процессы в крови существенно влияют на физические свойства среды и, как следствие, на гемодинамику. Обсуждение. Полученные характеристики скоростей, локальной вязкости и сдвиговых напряжений, в отличие от предыдущих исследований, показывают, что неоднородный состав крови и механика микроскопических процессов значительно влияют на гемодинамику в сосудах со стенозами. Показано хорошее согласие полученных результатов с современными гемореологическими теориями. Выводы. При анализе гемодинамического значения стеноза и выбора тактики лечения необходимо учитывать реологию крови.

Финансирование. Исследование выполнено при финансовой поддержке Государственного задания Минздрава России (№ 121032200048-1) и гранта РНФ (№ 22-71-10071).