وبلاگ

همه انسان‌ها می‌دانند که قلب یک عضو حیاتی در بدن انسان است، به­ طوری­که بدون داشتن آن نمی‌توانیم زندگی کنیم. اما با یک نگرش صرفاً مکانیکی قلب تنها یک پمپ است؛ یک پمپ بسیار پیچیده و مهم؛ و به لحاظ پمپ بودن همانند تمام پمپ‌ها امکان گرفتگی، خرابی و یا نیاز به تعمیر شدن دارد. این حساسیت قلب به عنوان یک عضو حیاتی در بدن قسمتی از همان چرایی است که ما باید بدانیم که قلب چگونه کار می‌کند.
در سال 2004، بیماری‌های قلبی عامل 36% مرگ و میر در جهان بوده است و هم­چنین مهم‌ترین عامل مرگ در آمریکا معرفی شده است. تقریباً 2000 نفر در آمریکا به علت داشتن بیماری‌های قلبی در هر روز جان می‌سپارند و این یعنی در هر 44 ثانیه، یک مرگ. در ایران هم بنا به گفته وزیر بهداشت روزانه 300 بیمار قلبی جان خود را از دست می‌دهند، این بدین معنا است که بیماری‌های قلبی عروقی باعث از دست رفتن 4/23 درصد عمر مردم کشور می‌شود. خبر خوشحال کننده این است که، نرخ مرگ ناشی از بیماری‌های قلبی رو به کاهش است. متاسفانه بیماری‌های قلبی بطور ناگهانی باعث مرگ افراد می‌شوند و بسیاری از بیماران پیش از رسیدن به بیمارستان تسلیم مرگ می‌شوند.
 به منظور کمک به جلوگیری و درمان بیماری‌های قلبی، مدل کردن ریاضی قلب تبدیل به موضوعی مهم و قابل توجه برای محققین شده است. یک مدل مجازی که بتوان از آن دستیاری هوشمند برای پزشکان ساخت.  استفاده از شبیه­سازی نرم­افزاری و روش­های محاسباتی از

 قبیل تحلیل المان محدود، برای بررسی اندرکنش سازه-سیال قلب انسان مفید خواهد بود. ایجاد یک مدل محاسباتی مناسب منطبق بر هندسه و آناتومی قلب، مدل­سازی خواص مکانیکی بافت قلب و  تحلیل اندرکنش سازه-سیال با بهره گرفتن از مدل ساخته­شده می ­تواند به­عنوان ابزاری مفید در کاربردهای پزشکی به­کار آید. چرا که انجام این تحلیل بر روی مدل محاسباتی، همانند آن است که یک عمل جراحی واقعی انجام شده است. این کاربرد؛ جراحی مجازی[1]؛ ابزار توانمندی در کاربردهای پزشکی خواهد بود، به­ طوری­که پزشک می ­تواند پیش از عمل جراحی از نتایج کار خود آگاه شود. به­ طور مثال در عمل جراحی و جایگزینی دریچه ریوی[2]؛ با دانستن این نکته که، محلی از دیواره بطن راست که دارای حداقل تنش-کرنش باشد محل مناسبی برای برش است؛ پزشک با آگاه بودن از نتایج این تحلیل و دانستن مقادیر حداکثر-حداقل تنش-کرنش توانا به تشخیص صحیح محل برش خواهد بود.

عملکرد و شبیه سازی رفتار قلب به عنوان مهم‌ترین و اصلی‌ترین عضو بدن انسان، یک فرایند بسیار پیچیده است. دیواره‌های ارتجاعی، حرکت تپشی جریان خون، حفره‌های مجزا از یکدیگر، جریان الکتریکی، اثر متقابل سیال و جامد و همچنین فرایندهای زیستی قلب دلایلی بر پیچیدگی و دشواری مسیر مدل‌سازی است.
1-1-1-   آناتومی قلب    
قلب یا دل یک اندام ماهیچه‌ای است که مسئول تلمبه کردن خون به شریان‌ها بوسیله حرکات ضربان‌دار است. این عضو مخروطی شکل بصورت کیسه‌ای عضلانی شکل تقریباً در وسط فضای سینه، ابتدا در دل اسفنج متراکم و وسیعی مملو از هوا(ریه‌ها ) پنهان شده است و سپس توسط یک قفسه استخوانی بسیار سخت( اما قابل انعطاف ) مورد محافظت قرار می‌گیرد. تقریباً هفتاد و پنج درصد از تمامی قلب‌ها در سمت چپ بدن انسان و بیست و پنج درصد آن در سمت راست بدن انسان واقع شده است. ابعاد قلب در یک فرد بزرگسال 6×9×12 سانتیمتر و وزن 300 گرم در آقایان و 250 گرم در خانم‌ها است.
قلب دارای چهار حفره است. دهلیز[4] راست، بطن[5] راست، دهلیز چپ، بطن چپ. (همواره منظور از چپ و راست، نسبت به خود فرد است). قلب توسط یک دیواره عضلانی عمودی به دو نیمه راست و چپ تقسیم می‌شود. نیمه راست مربوط به خون سیاهرگی و نیمه چپ مربوط به خون سرخرگی است. هر یک از دو نیمه راست و چپ نیز مجدداً بوسیله یک تیغه عضلانی افقی نازکتر به دو حفره فرعی مجزا تقسیم می‌شوند.