Biologie und Medizin

Abstrakt

Die Auswirkung der Plaqueentfernung auf Druckabfall und Durchflussrate durch eine idealisierte stenotische Läsion

Brian D. Plourde, Lauren J. Vallez, Biyuan Sun, John P. Abraham und Cezar S. Staniloe

Es wurden numerische Berechnungen durchgeführt, um die Bedeutung der Plaqueentfernung für den Blutfluss zu quantifizieren. Die betrachtete Arterie ist die Arteria poplitea, die anfällig für Plaqueläsionen ist. Ein Gerät zur Orbitalatherektomie wurde verwendet, um eine verkalkte Plaqueschicht teilweise zu entfernen. Messungen, die vor und nach der Behandlung durchgeführt wurden, wurden für idealisierte Berechnungen verwendet und Druckverluste durch die Läsion wurden bestimmt. Es wurde festgestellt, dass die Entfernung von Plaque durch eine Orbitalatherektomie die Blutflussrate durch die Arterie erhöht. Gleichzeitig kommt es zu einer erheblichen Reduzierung des Druckverlusts durch die Läsion. Nach der Behandlung war der systolische Druckabfall 2,5-mal geringer als vor der Behandlung. Der zyklusgemittelte Druckabfall wurde um den Faktor 3,5 verbessert. Die Ergebnisse sind für einen großen Bereich von Plaqueläsionslängen (von 3 mm bis 18 mm) ähnlich. Eine eingehendere Untersuchung der Druckverlustquelle zeigt, dass der größte Teil des Druckverlusts auf den Eingang der Läsion beschränkt ist und eher durch Strömungsbeschleunigung (und spätere Verzögerung) als durch Reibung verursacht wird. Die Berechnungen wurden mit drei zunehmend komplexeren numerischen Methoden wiederholt (stationär laminar, instationär laminar und instationär übergangsweise). Es zeigte sich, dass alle Methoden gut übereinstimmten, sodass rechenintensivere Techniken nicht erforderlich sind, um genaue Ergebnisse zu erzielen. Die Ergebnisse der Simulation wurden mit klinischen Druckmessungen vor und nach der Behandlung verglichen. Die beiden Ergebnisse stimmten gut überein.