Πειραματική μελέτη ροής σε πραγματική γεωμετρία κοιλιακής αορτής υγειούς και ασθενούς (με ανεύρισμα).

Abstract

Η αορτή είναι η μεγαλύτερη αρτηρία στο σώμα μας, και μεταφέρει το οξυγονωμένο αίμα από τη καρδιά μας στο υπόλοιπο σώμα. Το τμήμα αορτής που περνάει από το στήθος και το θώρακα ονομάζεται θωρακική αορτή, ενώ το τμήμα που βρίσκεται στην κοιλιά, ονομάζεται κοιλιακή αορτή. Στην κοιλιά, ακριβώς κάτω από το ύψος του ομφαλού, η αορτή χωρίζεται σε δύο κλάδους, τις ονομαζόμενες λαγόνιες αρτηρίες οι οποίες μεταφέρουν το αίμα στα κάτω άκρα.Όταν μια αδύναμη περιοχή της κοιλιακής αορτή διαστέλλεται και αυξάνεται σε μέγεθος, αυτό ονομάζεται ανεύρυσμα κοιλιακής αορτής.Η πίεση του αίματος που ρέει μέσα από στην κοιλιακή αορτή μπορεί να κάνει ένα αποδυναμωμένο τμήμα της αορτής να μεγαλώσει και να προεξέχει. Η κανονική διάμετρος της κοιλιακής αορτής είναι περίπου 2 εκατοστά. Όταν η αορτή πάσχει από ανευρυσματική νόσο τότε αυτή διατείνεται σε σημείο που να φτάνει και να ξεπερνά τα 4 εκατοστά. Τo ανευρύσμα της κοιλιακής αορτής αποτελεί σημαντικό κίνδυνο για την υγεία, καθώς μπορεί να διαρραγεί. Η ρήξη του ανευρύσματος δημιουργεί μεγάλη εσωτερική αιμορραγία η οποία συνήθως προκαλεί θάνατο. Λιγότερο συχνά, το ανεύρυσμα της κοιλιακής αορτής δημιουργεί εξίσου σοβαρά προβλήματα υγείας ,αυτά είναι η περιφερική εμβολή και ισχαιμία των κάτω άκρων.Άν το ανέυρισμα αποσπαστεί τοτε μπορεί να μεταφερθεί αθηρωματικό υλικό η θρόμβος μέσω του αίματος σε μικρότερα αγγεία των κάτω άκρων δημιουργόντας έτσι απόφραξη ,εμποδίζοντας το αίμα να μεταφερθεί περαιτέρω. Αυτό προκαλεί ισχαιμία στα κάτω άκρα, η οποία μπορεί να προκαλέσει ακομα και στην απώλεια των κάτω άκρων. Με αναφορά τα παραπάνω στην παρούσα Διπλωματική Εργασία γίνεται μια προσπάθεια μελέτης του ρευστοδυναμικού πεδίου ροής εντός κοιλιακής αορτής με την καταγραφή χρονοσειρών παροχής στην κεντρική αρτηρία και στις δύο λαγόνιες. Στο πρώτο κεφάλαιο της εργασίας γίνεται μια εισαγωγή στα ρεολογικά χαρακτηριστικά των ρευστών και στις ιδιότητές τους. Αναφέρονται βασικές αρχές και γίνεται η κατηγοριοποίηση των ρευστών. Στο δεύτερο κεφάλαιο, η μελέτη εστιάζεται στις ιδιότητες και τα χαρακτηριστικά του αίματος που είναι και το πραγματικό ρευστό αναφοράς ενώ αναλύεται η δομή και τα συστατικά του, δίνοντας στοιχεία για τη φυσιολογία των ερυθρών αιμοσφαιρίων και τω υπόλοιπων συστατικών στοιχείων του αίματος. Στο τρίτο κεφάλαιο δίνεται μια σύντομη περιγραφή του καρδιαγγειακού συστήματος , με όλα τα τμήματα που το απαρτίζουν, τα χαρακτηριστικά της αορτής. Περιγράφονται οι κυριότερες νόσοι που εμφανίζει το σύστημα και οι τρόποι αντιμετώπισης αυτών ενώ ειδική αναφορά γίνεται για το ρόλο του ανευρίσματος στα προβλήματα υγείας που ανακύπτουν στον άνθρωπο. Στο τέταρτο κεφάλαιο δίνεται η πειραματική εγκατάσταση και η διαδικασία μετρήσεων καθώς και τα πειραματικά αποτελέσματα. Τα αποτελέσματα συνίστανται σε καταγραφές παροχής από κεντρική και λαγόνιες αρτηρίες σε μορφή χρονοσειρών και στη συνέχεια εξάγονται και χαρακτηριστικά της ροής (μέσες ταχύτητες ροής και αριθμοί Reynolds). Επίσης τα αποτελέσματα αναφέρονται τόσο σε υγιή όσο και σε παθολογικό δοκίμιο στο οποίο έχει μοροφοποιηθεί ανεύρισμα σημαντικού μεγέθους. Στο πέμπτο κεφάλαιο τέλος γίνεται μια σύντομη ανασκόπηση των αποτελεσμάτων και δίνονται προτάσεις για μελλοντική έρευνα του θέματος κάτι που είναι ήδη σε εξέλιξη και θα προκύψει σε επόμενη εργασία.