إن نمذجة تدفق الدم هي جانب حاسم من جوانب الهندسة الطبية البيولوجية، وهو يشمل فهم كيفية انتقال الدم من خلال النظام الدائري، وتوقع أنماط التدفق في ظل ظروف مختلفة، وتساعد النماذج الدقيقة في تشخيص أمراض القلب والأوعية الدموية وتصميم الأجهزة الطبية.

أساسيات نمذجة تدفق الدم

ويستخدم نموذج تدفق الدم مبادئ من الديناميات السوائل لتحفيز كيفية التصرف في الدم داخل السفن، وهو ينظر في عوامل مثل التذبذب الدمي، ومقياس سطح السفينة، ومعدلات التدفق، ويمكن أن تكون هذه النماذج إما مبسطة أو مفصلة للغاية، تبعاً للطلب.

حسابات الديناميكية الفلورية

وتشمل الحسابات حل المعادلات مثل معادلة نافيير - ستوكس التي تصف حركة السوائل المتأصلة، وكثيرا ما تستخدم الأساليب الحاسوبية، مثل تحليل العناصر الزهيدة، لإيجاد حلول تقريبية، وتساعد هذه الحسابات على التنبؤ بملامح السرعة، والضغوط، وتوزيع الضغوط داخل سفن الدم.

التحديات في نمذجة تدفق الدم

وهناك عدة تحديات قائمة في مجال نمذجة تدفق الدم بدقة، كما أن قياسات الهندسة المعقدة لسفن الدم، خاصة في الظروف المرضية، تعقّد المحاكاة، بالإضافة إلى أن سلوك الدم غير النيوتنوي وطبيعة التدفق المتناثرة يضيف طبقات من التعقيد، كما أن الموارد الحاسوبية ودقة البيانات تؤثران أيضا على موثوقية النماذج.

تطبيقات نماذج تدفق الدم

  • تصميم الزراعات القلبية الوعائية
  • النمو في الأوعية الدموية
  • تخطيط العلاج الشخصي
  • دراسة التقدم في مجال الأمراض