Μοντελοποίηση Καρδιακού Και Κυκλοφορικού Συστήματος Για Τον Εντοπισμό Στεφανιαίας Στένωσης

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η σχεδίαση ενός ηλεκτρικού κυκλώματος για τη μοντελοποίηση της στεφανιαίας στένωσης και του ανθρώπινου καρδιαγγειακού συστήματος, αποτελούμενο από 55 αγγειακά τμήματα, το καρδιακό σύστημα, την πνευμονική κυκλοφορία και τις στεφανιαίες αρτηρίες.Αντιστοιχώντας κάποια από τα φυσικά χαρακτηριστικά των αγγείων και της καρδιάς σε ανάλογα ηλεκτρικά στοιχεία και συνδέοντάς τα με κατάλληλο τρόπο προκύπτει το ηλεκτρικό ανάλογο του καρδιακού και κυκλοφορικού συστήματος. Πιο συγκεκριμένα, η αντίσταση που εμφανίζεται κατά τη ροή του αίματος στα αγγεία, η ελαστικότητα των τοιχωμάτων τους, η αδράνεια του αίματος, η λειτουργία της καρδιάς ως αντλία και οι βαλβίδες της καρδιάς μοντελοποιούνται με κατάλληλες ηλεκτρικές αντιστάσεις, χωρητικότητες και επαγωγές, με πηγές εναλλασσόμενης και συνεχής τάσης και με διόδους, αντίστοιχα. Επιπλέον το ηλεκτρικό ανάλογο της πίεσης και της ροής του αίματος είναι η τάση και η ένταση του ρεύματος, αντίστοιχα.Η κεντρική ιδέα για τη μοντελοποίηση της στένωσης είναι η υπόθεση ότι ένα στενωμένο αγγείο θεωρείται ως ένα αγγείο με μειωμένη ακτίνα και αυξημένο πάχος τοιχωμάτων. Το ποσοστό μείωσης της ακτίνας και αύξησης του πάχους των τοιχωμάτων εξαρτάται αποκλειστικά από το ποσοστό της στένωσης που εμφανίζεται στο συγκεκριμένο αγγείο. Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας υποθέτουμε στένωση στο πρώτο αρτηριακό τμήμα των αριστερών στεφανιαίων αρτηριών, μέσω του οποίου τροφοδοτούνται με αίμα από την αριστερή κοιλία της καρδιάς όλες οι αριστερές στεφανιαίες αρτηρίες και επομένως το αριστερό μυοκάρδιο.Προσομοιώνοντας τη στεφανιαία στένωση για διάφορα ποσοστά μείωσης της αγγειακής ακτίνας και μετρώντας την αντίστοιχη διαφορά αιματικής πίεσης κατά μήκος της στένωσης και την αντίστοιχη ροή του αίματος στη στένωσης, προκύπτει μία εξάρτηση των δύο τελευταίων μεγεθών από το ποσοστό της στεφανιαίας στένωσης.