Научный руководитель: к.м.н., доцент Челнокова Н.О.

Введение

Ишемическая болезнь сердца (ИБС) является ведущей причиной смерти в современном мире. Статистика смертности населения в развитых странах мира от сердечно-сосудистых заболеваний отражает первенство ИБС- 57% от общей смертности населения. Одним из наиболее частых предрасполагающих факторов ИБС является атеросклероз венечных артерий [1, 2].

Ведущая роль в кровоснабжении правых отделов сердца, задней стенки левого желудочка, межжелудочковой и межпредсердной перегородок, заднемедиальной группы сосочковых мышц и проводящей системы сердца принадлежит правой венечной артерии (ПВА) [3, 4].Исходя из этого, вопросы патогенеза атеросклерозаправой венечной артерии и изменения венечного кровотока требуют дальнейшего рассмотрения.

Цель исследования: экспериментально определить влияния гемодинамических факторов на локализацию атеросклеротического поражения в бассейне правой венечной артерии с использованием компьютерных технологий.

Материалы и методы

Материалом для исследования послужили 40 нефиксированных сердец и правых венечных артерий (ПВА), изъятые при аутопсии 40 трупов людей мужского пола в возрасте 31-40 лет. Для создания трехмерных моделей сердца человека и венечных артерий применялись: оригинальный метод полихромной заливки артерий холодными массами, методы органо-, ангиометрии. Разработаны методы построения компьютерных 3D моделей сердца и правой венечной артерии с применением метода поперечных распилов, компьютерного анализа цифровых изображений в прикладных программе CorelDRAW. Численное моделирование проведено с использованием программного обеспечения SolidWorks и ANSYS Multiphysics.

Результаты

Был проведен анализ гемодинамики с учетом напряженно-деформированного состояния стенки ПВА в диастолическую фазу сердечного цикла, при условии прикрытия устья ПВА клапанным аппаратом аорты во время систолы. Выявлено, что для ПВА локальное давление крови максимально (3643 Па) в дистальном отделе первого сегмента и начальном отделе II сегмента, минимально – в дистальных отделах IIIа и IIIб сегментов (3322 Па) и ветвей (3066 Па). Для модели ПВА как в зоне бифуркации, так и в зонах перегиба, за счет разницы давления (у наружного и внутреннего радиуса) возникают потоки поперечной циркуляции, имеющие характер завихрения (рис. 1).

Рис. 1. Образование вихрей в модели ПВА

Также в зоне ветвлений, перегибов и изгибов ПВА отмечаются низкие (<1,5 Па) касательные напряжения на стенке (КНС). Максимальные значения модуля вектора перемещения на стенках достигаются на внешнем радиусе в дистальном отделе II сегмента ПВА (рис. 2). 

Рис. 2. Распределение значений модуля вектора перемещения стенок  в модели ПВА

Значения эквивалентных напряжений (ЭН) – не более 0,43 МПа отмечаются на стенках ветвей ПВА, обращенных к миокарду. В зонах изгибов, перегибов русла, местах ответвлений ветвей и начала сегментов правой венечной артерии ЭН не превышает 0,096 МПа (рис. 3).

Рис. 3. Распределение значений эквивалентных напряжений на стенках в модели ПВА

Обсуждения

При проведении конечно-элементного моделирования правой венечной артерии были определены зоны образования закрученного потока жидкости, низких значений касательного напряжения на внутренних поверхностях стенок и перепадов значений эквивалентных напряжений в самой стенке ПВА. По гемодинамической теории атерогенеза данные факторы инициируют повреждение и развитие дисфункции эндотелия интимы, приводящие, как следствие, к образованию атеросклеротических поражений. При исследовании ангиоархитектоники правой венечной артерии, именно в начальных отделах сегментов, местах бифуркаций, ответвлений ветвей и на участках изгибов, перегибов правовенечного сосудистого русла отмечались атеросклеротические поражения стенки правой венечной артерии.

Заключение

Возможность прогнозирования локализации атеросклеротического процесса позволит рационально построить тактикухирургического лечения ИБС, снизить риски развития осложнений, продлить срок функционирования кондуитов и, тем самым, уменьшить количество повторных хирургических вмешательств.