ХЕМОДИНАМИКА ФЕМОРО-ПОПЛИТЕАЛНЕ „BY-PASS“ ХИРУРГИЈЕ МЕТОДОМ АНАЛИЗЕ КОНАЧНИХ ЕЛЕМЕНАТА

Dragan Sekulić; Aleksandar  Tomić; Danko Milašinović; Dalibor Nikolić; Dragana Paunović; Uroš Miladinović; Igor Sekulić; Maja Savic Sekulic; Boško Milev

doi:10.5937/mckg55-31632

Dragan Sekulić Klinika za vaskularnu i endovaskularnu hirurgiju, Vojnomedicinska akademija, Beograd
Aleksandar Tomić Klinika za vaskularnu i endovaskularnu hirurgiju, Vojnomedicinska akademija. Beograd
Danko Milašinović Univerzitet u Kragujevcu, Fakultet za hotelijerstvo i turizam u Vrnjačkoj Banji
Dalibor Nikolić Institut IT Kragujevac
Dragana Paunović Klinika za vaskularnu i endovaskularnu hirurgiju, Vojnomedicinska akademija, Beograd
Uroš Miladinović Institut za radiologiju, Vojnomedicinska akademija, Beograd
Igor Sekulić Institut za radiologiju, Vojnomedicinska akademija, Beograd
Maja Savic Sekulic Vojnomedicinski centar "Karaburma", Beograd
Boško Milev Klinika za opštu hirurgiju, Vojnomedicinska akademija, Beograd

DOI: https://doi.org/10.5937/mckg55-31632

Ključne reči: Periferna arterijska okluzivna bolest, Femoro-poplitealni by-pass, Analiza konačnih elemenata

Sažetak

Увод. Феморо-поплитеални „by-pass“ индикован је у одмаклом стадијуму периферне артеријске оклузивне болести. Индикације за оперативно лечење се постављају на основу клиничке слике, „ankle-brachial index“-a и ангиографског налаза. Методом анализе коначних елемената могу се на основу скенерске аниографије направити тродимензионални модели на којима можемо мерити различите физичке величине и израчунавати вредност „ankle-brachial index“-a. Циљ рада. Приказати хемодинамику артерија методом анализе коначних елемената на основу преоперативне и постоперативне скенерске аниографије као и физичке величине које се на овај начин могу мерити. Материјал и метод. У овом приказу представљена је хемодинамика феморо-поплитеалног „by-pass“-a на преоперативном и постоперативном моделу. На моделима добијеним анализом коначних елемената приказани су: притисак, смичући напон, брзине и струјнице. Притисак, односно „ankle-brachial index“-и су поређени са вредностима мереним на пацијенту, а остале три величине су поређене преоперативно и постоперативно. Резултати. Постоперативно су измерене веће вредности притиска и „ankle-brachial index“-a на пацијенту и на моделима. Вредности приказане на моделима у значајној мери су у корелацији са вредностима мереним на пацијенту. Вредности смичућег напона и брзина се смањују, на постоперативним моделима. Струјнице показују доминантну предњу тибијалну артерију. Закључак. Вредности физичких величина мерених на пацијенту и на моделима добијених методом анализе коначних елемената корелирају у значајној мери. Oдређене физичке величине могле би указати на „слабе тачке“ одређеног модела.

Biografija autora

Aleksandar Tomić, Klinika za vaskularnu i endovaskularnu hirurgiju, Vojnomedicinska akademija. Beograd

Vanredni profesor

Reference

1. Wang C, Chen J, Gu C, Qiao R, Li J. Impact of risk factors and surgical techniques in coronary endarterectomy: a network meta-analysis. Interact Cardiovasc Thorac Surg. 2019;01;29(3):355-64. .[PubMed]
2. Phair J, Carnevale ML, Teveris VG, Koleilat I, Indes JE. Peripheral arterial occlusive disease operative case volume in the final years of 5+2 and 0+5 vascular training paradigms. Surgery. 2019;166(2):198-202.[PubMed]
3. Rac-Albu M, Iliuta L, Guberna SM, Sinescu C. The role of ankle-brachial index for predicting peripheral arterial disease. Maedica (Bucur). 2014;9(3):295-302
4. Dolgov, V.Y., Klyshnikov, K.Y., Ovcharenko, E.A. et al. Finite Element Analysis-Based Approach for Prediction of Aneurysm-Prone Arterial Segments. J. Med. Biol. Eng. 2019; 39: 102–8 https://doi.org/10.1007/s40846-018-0422-x
5. Burbelko M, Augsten M, Kalinowski MO, Heverhagen JT. Comparison of contrast-enhanced multi-station MR angiography and digital subtraction angiography of the lower extremity arterial disease. J Magn Reson Imaging. 2013;37(6):1427-35. doi:10.1002/jmri.23944
6. Shareghi S, Gopal A, Gul K, et al. Diagnostic accuracy of 64 multidetector computed tomographic angiography in peripheral vascular disease. Catheter Cardiovasc Interv. 2010;75(1):23-31. doi:10.1002/ccd.22228
7. Collins TC, Nelson D, Ahluwalia JS. Mortality following operations for lower extremity peripheral arterial disease. Vasc Health Risk Manag. 2010;6:287-96. Published 2010 May 6. doi:10.2147/vhrm.s8899
8. Garbey, M., Casarin, S. & Berceli, S.A. A versatile hybrid agent-based, particle and partial differential equations method to analyze vascular adaptation. Biomech Model Mechanobiol.2019;18:29–44. https://doi.org/10.1007/s10237-018-1065-0
9. Bi, Z. (2018). Finite Element Analysis Applications. 1st ed. London: Elsevier. doi: 10.1016/c2016-0-00054-2
10. Mongrain R, Rodes-Cabau J. Role of Shear Stress in Atherosclerosis and Restenosis After Coronary Stent Implantation. Enero 2006;59(1): 1-4
11. Katritsis D, Kaiktsis L, Chaniotis A, Pantos J, Efstathopoulos EP, Marmarelis V. Wall shear stress: theoretical considerations and methods of measurement. Prog Cardiovasc Dis. 2007;49(5):307-29. doi: 10.1016/j.pcad.2006.11.001. PMID: 17329179
12. Becker, S. M., In Kuznetsov, A. V. Heat transfer and fluid flow in biological processes. 6th ed. London : Academic Press, an imprint of Elsevier, 2015
13. Choudhari R, Gudekote M, Bohm F. Finite Element Simulation of Blood Flow Through an Artery Bifurcation: A Mathematical Model. Malaysian Journal of Mathematical Sciences 2017;11(2):165-79
14. Shadden SC, Arzani A. Lagrangian postprocessing of computational hemodynamics. Ann Biomed Eng. 2015;43(1):41-58. doi:10.1007/s10439-014-1070-0
15. Hwang JY. Doppler ultrasonography of the lower extremity arteries: anatomy and scanning guidelines. Ultrasonography. 2017;36(2):111-119. doi:10.14366/usg.16054
16. O'Donnell TFX, Deery SE, Schermerhorn ML, et al. The Impact of Perioperative Ankle-Brachial Index and Clinical Status on Outcomes following Lower Extremity Bypass. Ann Vasc Surg. 2018;(53):139-47. doi: 10.1016/j.avsg.2018.04.007. Epub 2018 Jun 6. PMID: 29885428
17. Bischoff MS, Meisenbacher K, Peters AS, et al. CRITISCH collaborators. Clinical significance of perioperative changes in ankle-brachial index with regard to extremity-related outcome in non-diabetic patients with critical limb ischemia. Langenbecks Arch Surg. 2018;403(6):741-48. doi: 10.1007/s00423-018-1689-7. Epub 2018 Jun 17. PMID: 29911291
18. Frank Gijsen, Yuki Katagiri, Peter Barlis, et al. Expert recommendations on the assessment of wall shear stress in human coronary arteries: existing methodologies, technical considerations, and clinical applications, European Heart Journal. 2019;40(41): 3421–33, https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehz551
19. White SJ, Newby AC, Johnson TW. Endothelial erosion of plaques as a substrate for coronary thrombosis. Thromb Haemost 2016;115:509–19
20. Kaewbumrung M, Orankitjaroen S, Boonkrong P, Nuntadilok B, Wiwatanapataphee B. Numerical Simulation of Dispersed Particle-Blood Flow in the Stenosed Coronary Arteries International Journal of Differential Equations 2018 Article ID 2593425 | https://doi.org/10.1155/2018/2593425
21. Sousa CL, Castro FC, Antonio CC Finite Element Simulation of Blood Flow in A Carotid Artery Bifurcation. Congress on Numerical Methods in Engineering 2011Coimbra, 14 to 17 June, 2011© APMTAC, Portugal, 2011
22. Meijering E, Dzyubachyk O, Smal I. Methods for Cell and Particle Tracking . Imaging and Spetroscopic Analysis of Living Cells; Vol. 504 of Methods in Enzymology (P. M. Conn ed.) Elsevier 2012. Chapter 12 pp. 183-200