محققان دانشکدگان فنی دانشگاه تهران در مطالعهای تازه اثبات کردند که برای ارزیابی دقیق خطر آسیب به سلولهای رگ و افزایش ایمنی روشهای تصویربرداری پزشکی، لازم است رفتار رئولوژیکی واقعی خون و بهویژه ویژگی «رقیقشوندگی برشی» در مدلسازیها لحاظ شود.
به گزارش روابط عمومی دانشگاه تهران، این پژوهش که در دانشکده مکانیک انجام شده، تأثیر ویژگی Shear-Thinning خون را بر ایمنی استفاده از حبابهای کنتراست در سونوگرافی بررسی کرده است.
دکتر کیوان صادقی، عضو هیأت علمی دانشکده مکانیک، اظهار کرد: «این مطالعه نشان میدهد برخلاف مدلهای پیشین که خون را سیالی ساده فرض میکردند، در نظر گرفتن رفتار واقعی خون میتواند تنشهای برشی وارد بر دیواره رگ را تا ۳۰ درصد افزایش دهد و **فرکانس بحرانی را دو برابر کند».»
وی با اشاره به گسترش کاربرد حبابهای گازی پوششدار بهعنوان عوامل کنتراست در تصویربرداری فراصوت افزود: «مهمترین محدودیت استفاده از این حبابها، تنش برشی وارد بر دیواره رگ است؛ زیرا این تنش میتواند به سلولهای اندوتلیال آسیب وارد کند.»
در این تحقیق، بهجای فرض سیال نیوتنی، از مدل رئولوژیکی کارو برای شبیهسازی دقیقتر رفتار خون استفاده شده است. محققان با بهرهگیری از مدل دجونگ و فرض ویسکوالاستیک بودن پوسته حباب بر اساس ماده کلوین–وویگت، نوسانات لحظهای شعاع حباب را تحت پالسهای محدود فراصوت محاسبه کردند تا حباب تقریباً کروی باقی بماند.
دکتر صادقی توضیح داد: «با فرض پیروی رگهای بسیار ریز از قانون هوک، اتصال دوسویه میان رگ و حباب از طریق حل معادلات حرکت در محیط مایع بین آنها حاصل شد. نتایج نشان داد رفتار رقیقشوندگی برشی خون، تنش برشی اوج را حدود ۳۰٪ افزایش و فرکانس متناظر آن را دو برابر میکند.»
وی همچنین خاطرنشان کرد که در سیالات دارای رفتار رقیقشوندگی برشی، پروفیلهای سرعت دارای نقاط عطف هستند؛ موضوعی که جریان القایی را نسبت به ناپایداریهای هیدرودینامیکی آسیبپذیرتر میکند.
به گفته او، بررسی پارامتری نشان میدهد ثبات زمانی در مدل کارو نقش مهمی در کنترل سینماتیک و دینامیک جریان طی نوسانات حباب دارد.
جمعبندی پژوهش نشان میدهد که در ارزیابی خطرات احتمالی ناشی از استفاده از حبابهای کنتراست در تصویربرداری پزشکی، نادیده گرفتن رفتار واقعی خون میتواند منجر به برآوردهای نادرست شود.
بنابراین، در نظر گرفتن رقیقشوندگی برشی خون برای افزایش ایمنی روشهای تصویربرداری ضروری است.