Two-phase flow in a catheterized artery with atherosclerosis

We consider the problem of blood flow in a catheterized artery and in the presence of atherosclerosis, which is chosen based on the available experimental data. The atherosclerosis is a condition where an artery wall thickens as a result of fatty materials such as cholesterol. The use of catheter is of immense importance as a standard tool for diagnosis and treatment in a patience whose artery is affected adversely by the presence of atherosclerosis within the artery. The blood flow in the arterial tube is represented by a two-phase model composing a suspension of erythrocytes (red cells) in plasma. The coupled differential equations for both fluid (plasma) and particles (red cells) are solved theoretically subjected to reasonable modeling and approximations. The important quantities such as plasma speed, velocity of red cells, blood pressure force, impedance (blood flow resistance) and the wall shear stress are computed for different values of the catheter size, axial location of atherosclerosis and the hematocrit due to the red cells-plasma combination of the blood flow system.

W pracy omówiono problem przepływu krwi w tętnicy po zabiegu koronarografii w obecności zmian miażdżycowych, opierając się na osiągalnych danych z badań klinicznych. Miażdżycą nazywamy stan, w którym ściana tętnicy pogrubia się do wewnątrz wskutek odkładania się tłuszczy, głownie cholesterolu. W standardowej metodzie leczenia miażdżycy stosuje się zabieg koronarografii polegający na wprowadzeniu cewnika do upośledzonej tętnicy. W pracy opisano przepływ krwi w przekroju tętnicy za pomocą dwufazowego modelu odzwierciedlającego zawiesinę czerwonych ciałek krwi w osoczu. Sprzężone, różniczkowe równania przepływu płynu (osocza) i ruchu cząstek (czerwonych ciałek) rozwiązano analitycznie w stopniu akceptowalnie przybliżonym. Tak istotne wielkości, jak prędkość przepływu osocza, prędkość czerwonych ciałek, ciśnienie krwi, impedancja (opory przepływu) oraz naprężenia ścinające w ścianie tętnicy obliczono dla rożnych rozmiarów cewnika, osiowego rozkładu złogów miażdżycowych oraz hematokrytu wywołanego dwufazową kombinacją czerwone ciałka-osocze w badanym układzie krwionośnym.