Aperçus expérimentaux sur l'impact d'écoulement dans un anévrisme cérébral par vélocimétrie d'image de particules stéréoscopique : transition d'un régime laminaire

Cette étude a examiné de manière expérimentale l'instabilité de l'impact d'écoulement dans un anévrisme cérébral, qui était supposée favoriser la dégradation de la paroi anévrismale. Une réplique spécifique au patient, à l'échelle réelle et avec paroi élastique d'une artère cérébrale a été fabriquée à partir de silicone transparent. La géométrie de l'anévrisme correspondait à celle observée 9 jours avant la rupture. L'écoulement dans une réplique a été analysé par visualisation quantitative de l'écoulement (vélocimétrie d'image de particules stéréoscopique) de manière tridimensionnelle, haute résolution et en temps résolu. Les écoulements en milieu de systole et tard en diastole avec un nombre de Reynolds de 450 et 230 ont été comparés. Les variations temporelles et spatiales de la vitesse près de la paroi lors de l'impact d'écoulement ont délimité son instabilité inhérente à un faible nombre de Reynolds. La contrainte de cisaillement de la paroi (WSS) à cet endroit a présenté une combinaison de fluctuations temporelles et de divergence spatiale. La plage de fréquence des fluctuations a été trouvée significativement supérieure à celle de la fréquence cardiaque. La WSS fluctuante à haute fréquence n'est apparue qu'en milieu de systole et a disparu pendant la diastole tardive. Ces résultats ont suggéré que l'impact d'écoulement induisait une transition d'un régime laminaire. Cette étude a démontré que l'instabilité hydrodynamique de la couche de cisaillement ne pouvait pas être négligée même à un faible nombre de Reynolds. Aucune hypothèse n'a été trouvée pour justifier le traitement de l'hémodynamique anévrismale comme un écoulement laminaire complètement visqueux.