سیدمحمد رجایی - استادیار دانشکده مهندسی مکانیک (بیومکانیک) دانشگاه علم و صنعت ایران
اکبر رحمانی قهرودی - دانشجوی کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی مکانیک (بیومکانیک) دانشگاه علم

بیماری های دریچه ای قلب با ایجاد تغییر شکل در ساختار دریچه، باعث اختلال در انجام وظیقه دریچه می گردند و در نتیجه عملکرد دریچه و قلب و متعاقب آن وضعیت جسمانی بیمار دچار مشکل می شود. در این حالات از دریچه های مصنوعی قلب به عنوان جایگزین استفاده می کنند. دریچه های مصنوعی قلب به واسطه وظیفه مهمی که به عهده دارند بایستی از شکل هندسی مناسب و طراحی با ضریب اطمینان بالایی برخوردار باشند. شکل هندسی بهینه دریچه مصنوعی قلب را می توان با استفاده از تحلیل جریان خون اطراف دریچه به دست آورد. رفتار جریان خون عبوری از میان دریچ مصنوعی قلب در ناحیه آئورت را می توان با استفاده از معادلات ناویر - استوک برای سیال ویسکوز غیرقابل تراکم به روش المانهای محدود مشابه سازی عددی کرد. با شبیه سازی عددی رفتار جریان خون می توان پروفیل سرعت را در مقاطع مختلف ریشه آئورت به دست آورد. برای به دست آوردن شکل هندسی بهینه دریچه مصنوعی قلب می توان با مقایسه مدل ها با ابعاد مختلف بر اساس نوع پروفیل سرعت، نمونه بهینه را انتخاب کرد. در تحلیل FEM مدلها را به صورت دوبعدی متقارن در نظر گرفته و خون را به عنوان یک سیال نیوتنی ویسکوز غیرقابل تراکم برای دبی جریان 20 لیتر بر دقیقه و جریان را به صورت لایه ای آرام فرض کرده ایم. با استفاده از نرم افزار NISA (استفاده از روش اجزای محدود FEM)، پانزده مدل گوناگون دریچه های دولتی با ابعاد مختلف را از لحاظ شکل پروفیل سرعت محوری مورد مقایسه قرار داده و مدل با شکل هندسی بهینه را انتخاب کردیم.