بررسی تاثیر فشارخون بالا بر عملکرد قلب انسان با استفاده از آنالیز اگزرژی
[پایاننامه]
/امین حکمت
: مکانیک
، ۱۳۹۷
۱۰۰
چاپی - الکترونیکی
کارشناسی ارشد
تبدیل انرژی
۱۳۹۷/۰۶/۰۱
دانشگاه صنعتی سهند
بیماریهای قلبیعروقی از شایعترین علل مرگومیر، از کارافتادگی و ناتوانی در جوامع بشری به شمار میروند .روند رو به رشد این نوع بیماریها در کشورهای توسعهیافته و درحال توسعه هزینههای گزافی از لحاظ اقتصادی، اجتماعی و نیروی انسانی بر دولتها تحمیل میکند .این موضوع اهمیت بررسی و کنترل بیماریهای مربوط به قلب را بیش از پیش مشخص میکند .در همین راستا توجه به فشارخون بالا و چاقی به عنوان عمدهترین علل بروز بیماریهای قلبیعروقی حائز اهمیت است .تجزیه و تحلیل اگزرژی ابزار مناسبی برای ارزیابی کیفیت فرایندهای تبدیل انرژی به شمار میرود و در طیف گستردهای از علوم مهندسی مورد استفاده قرار میگیرد .در سالهای اخیر محققین از آنالیز اگزرژی به منظور درک بهتر رفتار بدن انسان به عنوان یک سیستم ترمودینامیکی باز تحت شرایط مختلف فیزیولوژیکی استفاده نمودهاند .در کار حاضر، برای درک بهتر رفتار اگزرژی قلب انسان با هدف کمک به علم پزشکی از منظر آسیبشناسی و پاتولوژی، یک مدل ترمودینامیکی از قلب توسعه یافتهاست تا با بهرهگیری از تحلیل اگزرژی و مفاهیم مرتبط با آن، تاثیر فشارخون بالا و چاقی بر عملکرد قلب تحت شرایط مختلف فیزیولوژیکی مورد بررسی قرار گیرد .بدین منظور قلب به دو حجم کنترل قلب چپ و قلب راست تقسیم میشود، که اولی جریان خون شریانی را از ریهها به اندامها و دومی خون وریدی را از ارگانها به ریهها پمپ میکند .همچنین در این راستا، اگزرژی متابولیسم، انتقال اگزرژی به شکل حرارت ناشی از متابولیسم، اختلاف اگزرژی جریان خون و کار انجام شده در رابطه بالانس اگزرژی برای دو گروه افراد سالم و مبتلا به فشارخون بالا شامل افراد چاق( شاخص توده بدنی بالاتر از ۳۰) و لاغر( دارای وزن ایدهآل) مورد توجه قرار گرفتهاست .بعد از توسعه مدل ترمودینامیکی، صحهگذاری مدل با استفاده از دادههای تجربی و تئوری موجود در ادبیات فن مورد ارزیابی قرار گرفت که نتایج حاکی از توافق خوب نتایج مدل با آن دادهها میباشد .نتایج نشان میدهد که قلب چپ در هر دو گروه مسئول بیش از۸۰ درصد اگزرژی نابودشده قلب است .همچنین اگزرژی نابودشده قلب در گروههای مبتلا به فشارخون بالا بیشتر از افراد سالم میباشد .به طور مشابه، در افراد چاق نیز در مقایسه با افراد لاغر، اگزرژی نابودشده قلب بیشتر است .با انتگرالگیری از مقدار اضافی اگزرژی نابودشده توسط هرکدام از گروهها در طول چرخه عمر، مشخص شد که قلب فرد چاق ۱۴۶/۷۸ مگاژول بر کیلوگرم اگزرژی بیشتر تخریب کردهاست که معادل ۴/۲۸ سال کاهش عمر پیشبینی شده برای این افراد میباشد .در گروه فشارخون بالا نیز برای قلب فرد لاغر میزان اضافی اگزرژی نابودشده ۱۴۵ مگاژول بر کیلوگرم و برای قلب فرد چاق ۲۱۳ مگاژول بر کیلوگرم محاسبه شد که مطابق با نرخ تئوری زندگی به ترتیب موجب از دست رفتن ۴/۲۷ سال و ۶/۲ سال امید به زندگی میشود .