“นักคณิตศาสตร์ มช. เผยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของการไหลของเลือดในหลอดเลือดหัวใจ
เมื่อหลอดเลือดหัวใจตีบ ช่วยทำความเข้าใจการไหลของเลือด
มุ่งพัฒนาสู่การทำนายสมบัติการไหลของเลือด
เพื่อหาแนวทางที่เหมาะสมในการรักษาผู้ป่วย”
ผศ.ดร.สมชาย ศรียาบ ภาควิชาคณิตศาสตร์ ร่วมกับ นายภิญโญ โอวาสิทธิ์ นักศึกษาปริญญาโท ศึกษาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของการไหลของเลือดในหลอดเลือดหัวใจ เมื่อเกิดสภาวะหลอดเลือดหัวใจตีบ ซึ่งโรคดังกล่าวถือเป็น 1 ใน 5 โรคที่คร่าชีวิตคนไทยมากที่สุด โดยใช้สมการเชิงอนุพันธ์ย่อยช่วยทำความเข้าใจการไหลของเลือด เมื่อรูปร่างการตีบเป็นแบบไม่สมมาตรแนวดิ่ง (Vertical asymmetry)
เลือดประกอบด้วย น้ำเลือด เกล็ดเลือด เซลล์เม็ดเลือดแดง เซลล์เม็ดเลือดขาว หากคิดว่าเลือดเป็นของไหลชนิดหนึ่ง เราก็จะสามารถอธิบายการไหลของเลือดในหลอดเลือดหัวใจที่ไม่มีการตีบด้วยสมการนาเวียร์ สโตกส์ (Navier-Stokes equation) ซึ่งเป็นสมการเชิงอนุพันธ์ย่อย (Partial Differential Equations) สำหรับการศึกษาการไหลของเลือดในหลอดเลือดหัวใจที่มีการตีบ จำเป็นต้องสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ประกอบด้วยสมการทางคณิตศาสตร์ที่อธิบายบริเวณที่มีการตีบและสมการนาเวียร์ สโตกส์ เพื่ออธิบายการไหลของเลือดในหลอดเลือดดังกล่าว ผลเฉลยจากแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ได้นำแปลความหมายอธิบายสมบัติทางการไหลของเลือดเช่น ความเร็ว (Velocity) ความเร็วเชิงมุม (Angular velocity) อัตราการไหล (Flow rate) ความต้านทานการไหล (Resistance to flow) แรงเสียดทานที่ผนังหลอดเลือด (Skin friction)
เนื่องจากงานวิจัยโดยทั่วจะศึกษาการไหลของเลือดในหลอดเลือดหัวใจที่มีการตีบโดยรูปร่างการตีบเป็นสมมาตรแนวดิ่ง (Vertically symmetry) แต่บางครั้งรูปร่างการตีบของผู้ป่วยไม่เป็นแบบสมมาตรแนวดิ่ง ดังนั้นงานวิจัยชิ้นนี้ได้ศึกษาการไหลของเลือดในหลอดหัวใจที่ตีบ โดยรูปร่างการตีบเป็นแบบไม่สมมาตรแนวดิ่ง (Vertical asymmetry) ซึ่งอธิบายด้วยฟังก์ชันเลขชี้กำลังและฟังก์ชันตรีโกณมิติ จากการศึกษาพบว่า สมบัติทางการไหลของเลือดในหลอดเลือดหัวใจที่ตีบแบบไม่สมมาตรแนวดิ่งมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญกับสมบัติทางการไหลของเลือดในหลอดเลือดหัวใจที่มีการตีบแบบสมมาตรแนวดิ่ง
ทั้งนี้การศึกษาในโอกาสต่อไป จะร่วมบูรณาการร่วมกับศาสตร์อื่น ๆ เช่น แพทย์ศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ และคอมพิวเตอร์ เพื่อให้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์มีความเสมือนจริงมากที่สุดเพื่อที่จะการทำนายและอธิบายสมบัติการไหลของเลือดอันเป็นประโยชน์ต่อบุคลากรทางการแพทย์เพื่อแสวงหาแนวทางที่เหมาะสมในการรักษาผู้ป่วยต่อไป
สำหรับงานวิจัยดังกล่าว ได้รับการตีพิมพ์ผลงานในวารสารวิชาการ Advances in Difference Equations Q1 (ISI) with impact factor 2.803
อ้างอิง
Owasit, P., Sriyab, S. Mathematical modeling of non-Newtonian fluid in arterial blood flow through various stenoses. Adv Differ Equ 2021, 340 (2021). https://doi.org/10.1186/s13662-021-03492-9
อ่านงานวิจัยเพิ่มเติม https://doi.org/10.1186/s13662-021-03492-9
#CMU #ChiangMaiUniversity #มช #มหาวิทยาลัยเชียงใหม่
#มหาวิทยาลัยเชียงใหม่มหาวิทยาลัยชั้นนำที่รับผิดชอบต่อสังคมและการพัฒนาที่ยั่งยืน #CMUSDGs #CMUSDG3 #CMUSDG9 #CMUSDG17