[학위논문]다상혈액 모델을 이용한 헤마토크릿에 따른 인조혈관 동정맥루내 혈류 특성연구 Numerical study on effect of Hematocrit at Arteriovenous Graft on Hemodynamic characteristics with Multiphase blood model원문보기
협착은 인조혈관 동정맥루의 주요한 원인으로 비정상적인 혈류 역학적 특징과 연관되어 있다. 혈액투석 시 혈액의 불순물과 잉여수분은 혈액 투석기의 투석 막을 통과하면서 제거되며 이에 따라 혈액의 적혈구 분률인 헤마토크릿이 상승하게 된다. 또한 헤마토크릿에 대한 기존 연구에 따르면 헤마토크릿은 혈액점도에 많은 영향을 미친다. 따라서 헤마토크릿은 인조혈관 동정맥루내 혈류역학적 인자에 많은 영향이 있을 것으로 판단되지만 현재까지 연구는 이를 고려하지 않았다. 따라서 본 연구에서는 혈액 투석시 헤마토크릿이 인조혈관 동정맥루내 혈류역학적 인자에 미치는 영향을 ...
협착은 인조혈관 동정맥루의 주요한 원인으로 비정상적인 혈류 역학적 특징과 연관되어 있다. 혈액투석 시 혈액의 불순물과 잉여수분은 혈액 투석기의 투석 막을 통과하면서 제거되며 이에 따라 혈액의 적혈구 분률인 헤마토크릿이 상승하게 된다. 또한 헤마토크릿에 대한 기존 연구에 따르면 헤마토크릿은 혈액점도에 많은 영향을 미친다. 따라서 헤마토크릿은 인조혈관 동정맥루내 혈류역학적 인자에 많은 영향이 있을 것으로 판단되지만 현재까지 연구는 이를 고려하지 않았다. 따라서 본 연구에서는 혈액 투석시 헤마토크릿이 인조혈관 동정맥루내 혈류역학적 인자에 미치는 영향을 수치해석적 방법으로 연구 하였으며 이를 위해 실제환자의 헤마토크릿인 34.4% 48% 58%와 환자정보를 사용하였다. 그 결과 투석 침으로부터 나오는 높은 헤마토크릿을 가지는 혈액은 동맥 혈액과 섞이게 되어 정맥 측 문합부 바닥의 헤마토크릿은 34.4%, 35.8%, 37.5% 를 보인다. 또한 정맥 측 문합부 바닥 헤마토크릿이 1% 증가 할 때마다 3Pa 이상의 높은 벽면전단응력이 약 1% 증가하였다. 또한 이러한 높은 벽면전단응력은 정맥 문합부 천장 부분에서도 발생 하나 혈액 모델의 특성상 매우 높은 전단률에서는 34.4% 에서 38% 헤마토크릿 범위에서 매우 비슷한 점도를 가지기 때문에 모든 경우에서 거이 비슷한 벽면전단응력 값을 보인다. 그리고 저 전단응력 영역은 모든 경우에서 비슷한 값을 보이고 그 영역의 넓이는 고 전단응력 영역에 비해 매우 작다. 따라서 헤마토크릿에 따라서 저 전단응력에 의한 혈류역학적 인자에 대한 영향은 비교적 작은 것으로 판단된다. 또한 교번전단지수도 모든 케이스에서 비슷한 매우 비슷한 영역을 가지므로 헤마토크릿이 교번전단지수에 미치는 영향은 작다. 따라서 인조혈관 동정맥루에서 헤마토크릿의 영향은 정맥측 문합부 바닥에서 고 전단응력과 연관된 혈류역학적 인자를 위해 고려해야 할 것으로 판단된다.
협착은 인조혈관 동정맥루의 주요한 원인으로 비정상적인 혈류 역학적 특징과 연관되어 있다. 혈액투석 시 혈액의 불순물과 잉여수분은 혈액 투석기의 투석 막을 통과하면서 제거되며 이에 따라 혈액의 적혈구 분률인 헤마토크릿이 상승하게 된다. 또한 헤마토크릿에 대한 기존 연구에 따르면 헤마토크릿은 혈액점도에 많은 영향을 미친다. 따라서 헤마토크릿은 인조혈관 동정맥루내 혈류역학적 인자에 많은 영향이 있을 것으로 판단되지만 현재까지 연구는 이를 고려하지 않았다. 따라서 본 연구에서는 혈액 투석시 헤마토크릿이 인조혈관 동정맥루내 혈류역학적 인자에 미치는 영향을 수치해석적 방법으로 연구 하였으며 이를 위해 실제환자의 헤마토크릿인 34.4% 48% 58%와 환자정보를 사용하였다. 그 결과 투석 침으로부터 나오는 높은 헤마토크릿을 가지는 혈액은 동맥 혈액과 섞이게 되어 정맥 측 문합부 바닥의 헤마토크릿은 34.4%, 35.8%, 37.5% 를 보인다. 또한 정맥 측 문합부 바닥 헤마토크릿이 1% 증가 할 때마다 3Pa 이상의 높은 벽면전단응력이 약 1% 증가하였다. 또한 이러한 높은 벽면전단응력은 정맥 문합부 천장 부분에서도 발생 하나 혈액 모델의 특성상 매우 높은 전단률에서는 34.4% 에서 38% 헤마토크릿 범위에서 매우 비슷한 점도를 가지기 때문에 모든 경우에서 거이 비슷한 벽면전단응력 값을 보인다. 그리고 저 전단응력 영역은 모든 경우에서 비슷한 값을 보이고 그 영역의 넓이는 고 전단응력 영역에 비해 매우 작다. 따라서 헤마토크릿에 따라서 저 전단응력에 의한 혈류역학적 인자에 대한 영향은 비교적 작은 것으로 판단된다. 또한 교번전단지수도 모든 케이스에서 비슷한 매우 비슷한 영역을 가지므로 헤마토크릿이 교번전단지수에 미치는 영향은 작다. 따라서 인조혈관 동정맥루에서 헤마토크릿의 영향은 정맥측 문합부 바닥에서 고 전단응력과 연관된 혈류역학적 인자를 위해 고려해야 할 것으로 판단된다.
The major complication of the hemodialysis using arteriovenous graft is stenosis. Stenosis is associated with abnormal hemodynamic characteristics. During the hemodialysis, hematocrit is increased by ultra-filtration at hemodialysis machine. Also, Hematocrit has significant relationship with blood v...
The major complication of the hemodialysis using arteriovenous graft is stenosis. Stenosis is associated with abnormal hemodynamic characteristics. During the hemodialysis, hematocrit is increased by ultra-filtration at hemodialysis machine. Also, Hematocrit has significant relationship with blood viscosity. However, effect of hematocrit on hemodynamic characteristics at arteriiovenous still unclear. Therefore, effect of hematocrit must be considered to prevent stenosis. In this thesis, a numerical analysis is performed on the effect of hematocrit at arteriovenous graft on hemodynamic characteristics using multiphase blood model with clinical data. The blood is treated mixture of plasma and red blood cells. As a result, when the hematocrit varied from 34.4%, 45% 58% at injection needle, hematocrit at floor of vein vessel varies 34.4%, 35.8% and 37.5% respectively because blood from injection needle is diluted with arterial blood. In this region, the high wall shear stress (HWSS) varies about 1% when hematocrit varies 1%. However, the HWSS at top of vein vessel shows almost similar for all cases because extremely high shear rate appears at this region and blood viscosity getting converged plasma viscosity at extremely high shear rate. Overall, it is estimated that HWSS is affected by hematocrit without extremely high shear rate. On the other hands, low wall shear stress (LWSS) and oscillatory shear index (OSI) appear at vein distal. The LWSS regions of less than 0.3 Pa are almost similar for all cases and total area of LWSS are much smaller than HWSS. Also, the effect of hematocrit is considered small at OSI because the high OSI regions of over 0.2 are almost similar for all cases. Hence, the hematocrit at injection needle should be considered for prevent complication caused by HWSS at floor of vein anastomosis.
The major complication of the hemodialysis using arteriovenous graft is stenosis. Stenosis is associated with abnormal hemodynamic characteristics. During the hemodialysis, hematocrit is increased by ultra-filtration at hemodialysis machine. Also, Hematocrit has significant relationship with blood viscosity. However, effect of hematocrit on hemodynamic characteristics at arteriiovenous still unclear. Therefore, effect of hematocrit must be considered to prevent stenosis. In this thesis, a numerical analysis is performed on the effect of hematocrit at arteriovenous graft on hemodynamic characteristics using multiphase blood model with clinical data. The blood is treated mixture of plasma and red blood cells. As a result, when the hematocrit varied from 34.4%, 45% 58% at injection needle, hematocrit at floor of vein vessel varies 34.4%, 35.8% and 37.5% respectively because blood from injection needle is diluted with arterial blood. In this region, the high wall shear stress (HWSS) varies about 1% when hematocrit varies 1%. However, the HWSS at top of vein vessel shows almost similar for all cases because extremely high shear rate appears at this region and blood viscosity getting converged plasma viscosity at extremely high shear rate. Overall, it is estimated that HWSS is affected by hematocrit without extremely high shear rate. On the other hands, low wall shear stress (LWSS) and oscillatory shear index (OSI) appear at vein distal. The LWSS regions of less than 0.3 Pa are almost similar for all cases and total area of LWSS are much smaller than HWSS. Also, the effect of hematocrit is considered small at OSI because the high OSI regions of over 0.2 are almost similar for all cases. Hence, the hematocrit at injection needle should be considered for prevent complication caused by HWSS at floor of vein anastomosis.
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