Abdominal aort anevrizmalarında damar duvarının farklı hematokrit düzeylerindeki hemodinamik değişimlere yanıtının hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile incelenmesi
Investigation of hemodynamic response of the aneurysmal wall in an abdominal aortic aneurysms to di̇fferent hematocrit level by using computati̇onal fluid dynamics
Yazar: AYSUN BÜYÜKKANLI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖMER FARUK CİHAN ; DR. ÖĞR. ÜYESİ DOĞAN KAHRAMAN
Gaziantep Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Anatomi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Anatomi = Anatomy ; Göğüs Kalp ve Damar Cerrahisi = Thoracic and Cardiovascular Surgery ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Akışkanlar dinamiği = Fluid dynamics ; Akışkanlar dinamiği = Fluid dynamics ; Anevrizma = Aneurysm ; Aort anevrizmaları = Aortic aneurysm ; Aort-abdominal = Aorta-abdominal ; Hematokrit = Hematocrit ; Hemodinamikler = Hemodynamics ; Hemodinamikler = Hemodynamics ; Pulzasyonlu akış = Pulsating flow

Özet:
Abdominal aort'un duvarında oluşan fokal, kalıcı ve anormal dilatasyon abdominal aort anevrizması (AAA) olarak adlandırılır. Yaşlı nüfusta prevelansı artış gösterirken dünya çapında her yıl yaklaşık 150.000 yeni vaka teşhis edilmektedir. AAA rüptürü korkulan ve hayati tehdit eden bir komplikasyon olmakla birlikte, rüptür olması durumunda mortalite oranı %60-90'lara kadar çıkabilmektedir. AAA oluşmasında etkili olan hemodinamik nedenlerin anevrizmanın rüptür riskiyle ilişkisi ve anevrizma onarımı esnasında kullanılacak en doğru yöntemin belirlenmesi hayati önem arz etmektedir. Bu nedenle, hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) aracığı ile damar içerisinde oluşan hemodinamik değişimler son yıllarda bilimsel çalışmaların ilgi odağı haline gelmiştir. Bu çalışma ile her bir hasta için üç farklı hematokrit (Hct) değerinin (%20, %40 ve %60) akışkan hemodinamiğinde oluşturduğu değişimlerin arter ve anevrizma kesesi içindeki etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır. Gaziantep Üniversitesi Şahinbey Araştırma ve Uygulama Hastanesi Kalp ve Damar Cerrahisi polikliniğinde AAA tanısı alan 6 hasta ve 2 sağlıklı birey çalışmaya dahil edilmiştir. Hastaların bilgisayarlı tomografik anjiografi (BTA) görüntülerinden model oluşturmak için HOROS v3.3.5 (https://horosproject.org/) yazılımı ve Meshlab (http://www.meshlab.org) programı kullanılmıştır. Üç boyutlu (3B) modeller ANSYS® FLUENT programına transfer edilerek HAD çalışılmıştır. Kan,  pulsatil ve Newtonyen olmayan akışkan kabul edilirken, damar dış duvarı rijit varsayılmıştır. Bu çalışma ile anevrizma kesesi içinde türbülans akım meydana geldiği ve Hct seviyesinin belirli bir seviyeye kadar artmasıyla bu türbülansın arttığı görülmüştür. Bununla birlikte, anevrizma kesesinde düşük damar kayma gerilmesi (DKG) alanları görülürken, Hct değeri arttıkça düşük DKG alanlarında genişleme görülmüştür. HAD aracılığıyla hemodinamik etmenlerle rüptüre neden olabilecek etkilerin bağlantısı non-invaziv olarak araştırılacak ve bununla birlikte hekimlere hastaya özgü etkili ve doğru tedavi için yol gösterici olmaktadır.

Abstract:
The focal enlargement of the abdominal aorta is called abdominal aortic aneurysm (AAA), which is permanent, and abnormal dilatation. As its prevalence increases with age, approximately 150,000 new cases appear per year. The rupture of an AAA is the most feared and life-threatening complication, and also, inceases the risk of mortality up to 60-90%. Identification of hemodynamic insults eventually resulting in an AAA formation which are also associated with risk of rupture, are crucially important to manage the treatment method. Therefore, the computational fluid dynamics (CFD) to determine hemodynamic changes inside the aneurysm have been the focus of scientific researches recently. The aim of this study was to determine changes in fluid hemodynamics within the aneurysm of abdominal aorta caused by 3 different hematocrit levels (20%, 40% and 60%). We analyzed 2 healthy abdominal aorta and 6 patients with AAA derived from Gaziantep University Faculty of Medicine database. The 2D- Computed tomographic angiography images (CTA) were converted to 3D-model by using HOROS v3.3.5 (https://horosproject.org/) software and Meshlab (http://www.meshlab.org/). The 3D-models were entered to ANSYS® FLUENT program for evaluation of CFD parameters. We accepted the aneurysmal wall as a rigid structure while considering the blood as pulsatile and non-Newtonian fluid. The results of this study revealed that turbulence in a aneurysm inevitably occurs and its severity increases with an increase in hematocrit level. Moreover, areas representing low wall shear stress were always seen in the aneurysmal lumen and they widened with increasing hematocrit level. On the other hand, the width of the areas representing high-pressure points was inversely related to increasing hematocrit level. We suggest that non- invasive assessment of the hemodynamic risks related to rupture would help the physician to have accurate patient-specific precautions in every AAA case.