مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی بی‌اختیاری استرسی ادرار در زنان با استفاده از روش‌های محاسباتی و داده‌های بالینی

نویسندگان
1 کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران
2 استادیار/دانشگاه تهران
3 استاد/دانشگاه علوم پزشکی ارتش
چکیده
بی‌اختیاری استرسی ادرار، خروج غیرارادی ادرار از پیشابراه بعلت افزایش فشار شکمی در غیاب انقباض مثانه است که منجر به افزایش فشار مثانه‌ای به بیش از مقدار فشار پیشابراهی می‌شود. زنان میانسال بیشترین قشر در بیماران مبتلا به این عارضه هستند. علیرغم آمار بالای بیماران مبتلا به این بیماری، اطلاعات بسیار اندکی در مورد مکانیک و نحوه عملکرد آن از لحاظ نظری وجود دارد. هدف پژوهش جاری، ایجاد یک مدل محاسباتی از مثانه و پیشابراه تحت یک فشار خارجی (همانند یک عطسه) است که بتواند به کمک روش‌های عددی المان محدود و تکنیک‌های برهمکنش سیال-جامد‎ به بررسی این عارضه بپردازد. در ایجاد این مدل، خواص مکانیکی اعمال شده به دیواره مثانه و پیشابراه و همچنین شرایط مرزی بافت‌های حمایت‌کننده از اهمیت بسیار زیادی برخوردار هستند. نوآوری این طرح نسبت به طرح‌های مشابه‏، استفاده از روش صریح در حل عددی و توجه بیشتر به ارتباط بالینی در قیاس با نگرش صرف مهندسی به موضوع است. نتایج نشان می‌دهد که دقت فشار پیش‌بینی شده در مرکز مثانه برای مدلی که از مدل ماده غیرخطی (هایپرالاستیک) استفاده می‌کند نسبت به مدل خطی (الاستیک) به طور قابل توجهی بیشتر است. نتایج مدل‌های محاسباتی حاکی از آن است که می‌توان با استفاده از روش‌های عددی و ساده‌سازی فیزیک سامانه‌های زیستی همانند دستگاه ادراری تحتانی، نتایج آزمایشگاهی را در محیط مجازی با هدف شناخت سازوکارهای پاتولوژیکی مجددا تولید کرد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Investigating Stress Urinary Incontinence in Women Using Computational Methods and Clinical Data

نویسندگان English

Mojtaba Barzegary 1
Bahman Vahidi 2
MohammadReza Safarinejad 3
1 MSc, University of Tehran
2 Assistant professor/University of Tehran
3 Professor/Aja University of Medical Sciences
چکیده English

Stress urinary incontinence (SUI) is characterized by the involuntary transurethral leakage of urine caused by an increase in abdominal pressure in the lack of an adequate bladder‎ ‎contraction that raises the vesical pressure to a level that exceeds urethral pressure‎. ‎Adult women are most commonly affected by SUI which is believed to be caused in part by‎ ‎injuries to the pelvic floor sustained during childbirth‎. ‎Despite the large number of women affected by SUI‎, ‎little is known about the mechanisms associated with the maintenance of urinary continence in women‎. ‎The work in this ‎research ‎focuses on studying the behavior of the bladder and the dynamics of the urine during an increase in abdominal pressure like a cough‎. ‎The computational model is developed by using the Finite Elements Method (FEM) and Fluid-structure interaction (FSI) techniques. ‎The results show a good accordance between the clinical data and predicted values of the computational models. ‎Simulated pressure is more accurate in the model in which non-linear material properties are utilized. The results of the computational methods indicate that by using numerical techniques and simplification of the physics of biological systems, clinical results can be reached in virtual environments in order to understand pathological mechanisms.

کلیدواژه‌ها English

Computational Fluid Dynamics‎
‎Fluid Structure Interaction‎
‎Finite Element Method‎
‎Urinary System‎
‎Stress Urinary Incontinence