Vortex formation in the cardiovascular system

تشکیل گرداب در سیستم قلبی عروقی، دانش فعلی در مورد تشکیل گرداب در سیستم قلبی عروقی، از مکانیک تا قلب و عروق را خلاصه می کند. این می تواند تعامل بین دانشمندان پایه و پزشکان را در مورد سیستم گردش خون تسهیل کند. کتاب با خلاصه‌ای از جنبه‌های اساسی مکانیک سیالات آغاز می‌شود تا پیش‌زمینه‌ای ضروری برای پرداختن به فصل‌های بعدی را به خواننده ارائه دهد. سپس عناصر اساسی دینامیک گرداب مورد بحث قرار می گیرد و شرایط تشکیل آنها و قوانین حاکم بر دینامیک آنها توضیح داده می شود. معادلات اصلی با مدل های ریاضی همراه هستند. تشکیل گرداب قلبی عروقی ابتدا در شرایط فیزیولوژیکی و سالم در حفره های قلب و عروق بزرگ شریانی مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. تجزیه و تحلیل در ابتدا با جذابیت شهودی مبتنی بر پدیده های فیزیکی و تمرکز بر اهمیت بالینی آن ارائه می شود. در فصل های بعدی، دانش به دست آمده از ادبیات بالینی یا علوم پایه مورد بحث قرار خواهد گرفت. عناصر ریاضی مربوطه در نهایت برای اطمینان از دقت کافی ارائه خواهند شد. فصل های بعدی به تجزیه و تحلیل شرایط پاتولوژیک می پردازند، زمانی که خواننده ممکن است توانایی تشخیص طبیعی از پدیده تشکیل گرداب غیر طبیعی را داشته باشد. تشکیل گرداب پاتولوژیک گرداب هایی را نشان می دهد که در مکان هایی ایجاد می شوند که معمولاً جریان آرام باید وجود داشته باشد، به عنوان مثال. تنگی و آنوریسم این تجزیه و تحلیل به طور طبیعی منجر به برهمکنش گرداب ها به دلیل روش های جراحی با توجه به پیش بینی تغییرات در تشکیل گرداب می شود. تکنیک‌های موجود، از تصویربرداری پزشکی گرفته تا شبیه‌سازی‌های عددی، برای کشف جریان‌های گردابی در سیستم‌های قلبی عروقی نیز شرح داده خواهد شد. ارائه ها همراه با تعاریف ریاضی است که می تواند برای خواننده بدون پیشینه ریاضی پیشرفته قابل درک باشد، در حالی که یک خواننده علاقه مند با دانش پیشرفته تر در ریاضیات می تواند برای تجزیه و تحلیل های کمی بیشتر به منابع مراجعه کند. هدف این کتاب انتقال پدیده های اساسی تشکیل گرداب با کاربرد در سیستم قلبی عروقی به خواننده است. این کتاب پشتیبانی ارزشمندی برای پزشکان در ارزیابی تأثیر گرداب در تشخیص و انتخاب‌های درمانی خواهد بود. در عین حال، این کتاب اطلاعات دقیقی را برای دانشمندان محقق، چه از پزشکی و مکانیک، که بر روی گردش خون قلبی عروقی ناشی از فیزیک دینامیک گرداب کار می کنند، ارائه می دهد.

Vortex Formation in the Cardiovascular System will recapitulate the current knowledge about the vortex formation in the cardiovascular system, from mechanics to cardiology. This can facilitate the interaction between basic scientists and clinicians on the topic of the circulatory system. The book begins with a synopsis of the fundamentals aspects of fluid mechanics to give the reader the essential background to address the proceeding chapters. Then the fundamental elements of vortex dynamics will be discussed, explaining the conditions for their formation and the rules governing their dynamics. The main equations are accompanied by mathematical models. Cardiovascular vortex formation is first analyzed in physiological, healthy conditions in the heart chambers and in the large arterial vessels. The analysis is initially presented with an intuitive appeal grounded on the physical phenomena and a focus on its clinical significance.In the proceeding chapters, the knowledge gained from either clinical or basic science literature will be discussed. The corresponding mathematical elements will finally be presented to ensure the adequate diligence. The proceeding chapters ensue to the analysis of pathological conditions, when the reader may have developed the ability to recognize normal from abnormal vortex formation phenomenon. Pathological vortex formation represents vortices that develop at sites where normally laminar flow should exist, e.g. stenosis and aneurisms. This analysis naturally leads to the interaction of vortices due to the surgical procedures with respect to prediction of changes in vortex formation. The existing techniques, from medical imaging to numerical simulations, to explore vortex flows in the cardiovascular systems will also be described. The presentations are accompanied by the mathematical definitions can that be understandable for reader without the advanced mathematical background, while an interested reader with more advanced knowledge in mathematics can be referred to references for further quantitative analyses. The book pursues the objective to transfer the fundamental vortex formation phenomena with application to the cardiovascular system to the reader. This book will be a valuable support for physicians in the evaluation of vortex influence on diagnosis and therapeutic choices. At the same time, the book will provide the rigorous information for research scientists, either from medicine and mechanics, working on the cardiovascular circulation incurring with the physics of vortex dynamics.