التصوير المقطعي الدقيق وديناميكا الموائع الحاسوبية يكشفان فشل التجويف في القلب الاصطناعي

أصيب مريض بجلطة دماغية بعد زرع مضخة مساعدة للبطين ذات تدفق مستمر. كشف التشريح التقني للجهاز، الذي أُجري باستخدام التصوير المقطعي المحوسب الدقيق (micro-CT) وديناميكا الموائع الحسابية (CFD)، أن تصميم الدفّاع يولّد فقاعات بخار دقيقة. هذه الفقاعات، عند انهيارها، تعمل على تفتيت خلايا الدم الحمراء، مما يطلق صمّات دقيقة تنتقل إلى الجهاز العصبي المركزي. تؤكد الحالة على ضرورة التحقق من الديناميكا المائية للدوارات في مضخات الدم.

إعادة بناء ثلاثية الأبعاد ومحاكاة CFD للدفّاع 🧬

قام فريق الطب الشرعي برقمنة المضخة باستخدام التصوير المقطعي المحوسب الدقيق عالي الدقة في VGSTUDIO MAX، مما أسفر عن شبكة حجمية للدفّاع والحلزون. على هذه الهندسة الحقيقية، أُجريت محاكاة في ANSYS Fluent لنمذجة تدفق الدم عند 10,000 دورة في الدقيقة. أظهرت النتائج مناطق ضغط ثابت أقل من ضغط بخار الدم، مما يؤكد وجود تجويف أولي على حواف الهجوم للشفرات. قام تحليل انحلال الدم في Materialise Mimics بقياس معدل تلف الخلايا في تلك المناطق، وربطه مباشرة بالتفتت الذي لوحظ في المريض.

دروس لتصميم الأطراف الاصطناعية القابلة للزرع ⚙️

تُظهر هذه الحالة أن التجويف الدقيق هو خطر حقيقي في مضخات التدفق المستمر، حتى في التصاميم المعتمدة. يسمح الجمع بين التصوير المقطعي المحوسب الدقيق وديناميكا الموائع الحسابية باكتشاف الأعطال التي تفلت من الاختبارات الهيدروليكية التقليدية. بالنسبة للصناعة الطبية الحيوية، يعد دمج أدوات مثل VGSTUDIO MAX وANSYS Fluent في عملية مراجعة الأجهزة المزروعة بالفعل استراتيجية رئيسية لمنع الجلطات المستقبلية وتحسين سلامة القلوب الاصطناعية.

هل ستستخدم هذا التوأم الرقمي للتخطيط الجراحي؟