Математическое моделирование механического поведения сонной артерии при наличии патологии
Диссертация
Апробация работы. Основные положения работы обсуждались на Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, 2005 г.) — Международной школе-семинаре «Математическое моделирование и биомеханика в современном университете» (Новороссийск, 2005 г.) — Международной научноt методической конференции, посвященной 90-летию высшего математического… Читать ещё >
Содержание
- 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
- 1. 1. Строение артериальных сосудов
- 1. 2. Экспериментальное изучение свойств артерий
- 1. 3. Механические модели артериальных сосудов
- 1. 4. Моделирование кровотока и его воздействия на стенки артерий
- 1. 5. Патологии артерий
- 1. 6. Численное моделирование механического поведения артериальных сосудов
- 1. 7. Выводы по главе
- 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ДЕФОРМАЦИОННЫХ СВОЙСТВ АРТЕРИАЛЬНЫХ СОСУДОВ В НОРМЕ И ПРИ ПАТОЛОГИИ
- 2. 1. Постановка эксперимента
- 2. 2. Обработка экспериментальных данных
- 2. 3. Оценка влияния времени и условий хранения томограф гов на их свойства
- 2. 4. Напряженно-деформированное состояние артерии в рамках линейно-упругой двухслойной модели
- 2. 5. Выводы по главе
- 3. ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ СООТНОШЕНИЯ АРТЕРИАЛЬНЫХ СОСУДОВ
- 3. 1. Описание напряженно-деформированного состояния артерий в рамках нелинейно-упругого материала Джона
- 3. 2. Определение параметров нелинейных моделей в вычислительной среде
- ANSYS при использовании нелинейных гиперупругих потенциалов
- 3. 4. Выводы по главе
- 4. АНАЛИЗ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ АРТЕРИАЛЬНЫХ СОСУДОВ В НОРМЕ И ПРИ ПАТОЛОГИИ В ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ПОСТАНОВКЕ
- 4. 1. Анализ НДС артерии при наличии патологической извитости (петли)
- 4. 2. Особенности НДС стенки артерии в окрестности атероматозной бляшки
- 4. 3. НДС сосудистой стенки сосудов в области сопряжения аорты с артерией
- 4. 4. Выводы по главе
Список литературы
- Филатова О.В., Требухов А. В., Киселев В. Д. Взаимодействие давления и потока в регуляции диаметра крупных артериальных сосудов. — Барнаул: Издательство Алтайского университета, 2003. — 136 с.
- Пуриня Б.А., Касьянов В. А. Биомеханика крупных кровеносных сосудов человека. Рига: Зинатне, 1980. — 260 с.
- Орлова Я.А., Агеев Ф. Т. Жесткость артерий как интегральный показатель сердечно-сосудистого риска: физиология, методы оценки и медикаментозной коррекции // Сердце. 2006. — № 2. — С. 65−69.
- Harloff A., Strecker С., Reinhard М. et al Combined measurement of carotid stiffness and intima-media thickness improves prediction of complex aortic plague in patients with ischemic stroke // Stroke. 2006. — Vol. 37, № 11. — P. 3708−3713.
- Gray’s Anatomy: The Anatomical Basis of Medicine and Surgery. -Churchill-Livingstone. 2004. — 2092 p.
- Регирер C.A. Некоторые вопросы гидродинамики кровообращения / Гидродинамика кровообращения. Под ред. С. А. Регирера. -М.: Мир.-1971.-270 с.
- Махнач М.М. Анализ усилий и деформаций в элементах медии стенки кровеносного сосуда при изменении его тонического состояния // Электронный математический и медико-биологический журнал. 1997. — Т. 2. -№ 1. — С. 60−70.
- Махнач М.М. Механическая модель эласто-коллагенового элемента адвентиции стенки кровеносного сосуда // Электронный математический и медико-биологический журнал. 1996. — Т. 1. — № 1. — С. 70−77.
- Шехтер А.В., Нестайко Г. В., Крымский Л. Д. Эластические мембраны стенки артерий (сканирующая и трансмиссионная электронная микроскопия) // Вестник АМН СССР. 1978. — № 1. — С. 30−39.
- Современные проблемы биомеханики. Моделирование биомеханических процессов. Рига: Зинатне, 1983. — 224 с.
- Deng S.X., Tomioka J., Debes J.C., Fung Y.C. New experiments on shear modulus of elasticity of arteries // Am. J. Physiol. 1994. — № 266. — P. Hl-H10.
- Jonathan P., Michael S. Sacks, David A. Vorp. The effects of aneurysm on the biaxial mechanical behavior of human abdominal aorta // J. Biomech. 2006. — Vol. 39. — P. 1324 — 1324.
- Bergel D.H. The static elastic properties of the arterial wall // J. Physiol. 1961. — Vol. 156. — № 3. — P. 445−457.
- Цедерс Э.Э., Касьянов В. А. Установка для исследования стенок кровеносных сосудов при динамическом режиме // Механика полимеров. -1978. — № 4. — С. 745−747.
- Лощилов В.И., Саврасов Г. В. Технологические аспекты изучения механических свойств брюшной аорты человека // Механика полимеров. — 1977.-№ 4.-С. 693−698.
- Вагнер Е.А., Суханов С. Г., Аптуков В. Н. Механическое поведение сосудистого анастомоза на склерозированных артериях и его моделирование // Механика композитных материалов. — 1982. — № 2. — С. 336−342.
- Няшин Ю.И., Кирюхин В. Ю. Биологические напряжения в живых тканях. Вопросы моделирования и управления // Российский журнал биомеханики. 2002. — Т. 6. — № 3. — С. 13−32.
- Савицкий Н.Н. Биофизические основы кровообращения и клинические методы изучения гемодинамики. Ленинград: Медицина. 1974. -312 с.
- Лопухин Ю.М. О науке, творчестве и здоровье. Рига: Зинатне, 1991.- 189 с.
- Утепов Я.Я. Корреляция между анатомическими особенностями аорты и проявлением атеросклероза // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1997. — № 8. — С. 124−127.
- Greenwald S.E. Aging of the conduit arteries // J. Pathology. 2007. -Vol. 211, № 2.-P. 157−172.
- Ахаладзе Н.Г., Ена Л.М. Биологический возраст человека. Оценка темпа старения, здоровья и жизнеспособности. Киев-Ирпень: Перун. -2009.-256 с.
- Bulpitt C.J., Shipley M.J., Broughton P.M.G. et al. The assessment of biological age. A report from the department of environment study // Ageing Clin. Exp. Res. 1994. — Vol. 6. — P. 181−191.
- Иванов Д.В. Исследование артерий вилизиевого круга человека в норме и при патологии // Известия Саратовского университета. Серия Математика. Механика. Информатика. Новая серия. -2010.-Т.10. — В.1.-С.35−44.
- Аптуков В.Н., Осоргина Л. Ю. Определение параметров потенциала нелинейного сжимаемого материала сонной артерии человекапри различных стадиях атеросклероза // Российский журнал биомеханики. -2008. Т. 12. -№ 3(41). — С. 74−81.
- Holzapfel G.A., Gasser Т.С., Ogden R.W. A New Constitutive Framework for Arterial Wall Mechanics and a Comparative Study of Material Models // Journal of Elasticity. 2000. — № 61. — P. 1−48.
- Tickner E.G., Sacks A.H. A theory for the static elastic behavior of blood vessels//В iorheology. 1967.-Vol. 4.-№ 4.-P. 151−168.
- Streeter V.L., Keitzer W.F., Bohr D.F. Pulsatile pressure and flow through distensible vessels // Circulation Res. 1963. — V 13. — № 1. — P. 3−20.
- Oka S., Az’uma T. Physical theory of tension in thick walled blood vessels in equilibrium // Biorheology. 1970. — V 7. — № 2. — P. 109−117.
- Вольмир A.C., Герштейн M.C. О поведении кровеносных сосудов как упругих оболочек // Изв. АН АрмССР. Механика. 1966. — Т. 19. — № 1. -С. 8−12.
- Humphrey J.D. Mechanics of arterial wall: Review and directions. Critical Reviews // Biomed. Eng. 1995. — № 23. — P. 1−162.
- Лямец Л.JI. Применение экспоненциальных полиномов для структурного биомеханического анализа сосудистой стенки // Российский журнал биомеханики. 1997. — Т. 2. — № 1. — С. 71−83.
- Green G.E., Stertzer S.H., Gordon R., Tice D.A. Anastomosis of the internal mammary artery to the distal left anterior descending coronary artery // Circulation Res. 1970.-V41.-N 5.-P. 79−85.
- Vaishnav R.N., Young J.T., Patel D.J. Distribution of stresses and of strain-energy density through the wall thickness in a canine aortic segment // Circ. Res. 1973.-Vol. 32.-P. 577−583.
- Namrata Gundiaha, Mark B. Ratcliffea, Lisa A. Pruitt. Determination of strain energy function for arterial elastin: experiments using histology and mechanical tests // J. Biomech. 2007. — Vol. 40. — P. 586 — 594.
- Maltzahn W.-W.V., Besdo D., Wiemer W. Elastic properties of arteries: a nonlinear two-layer cylindrical model // Biomed. Engr. 1981. — № 14. -P. 389−397.
- Demiray, H.A. Layered cylindrical shell model for an aorta // Int. J. Engr. Sci. 1991. — № 29. — P. 47−54.
- Rachev A. Theoretical study of the effect of stress-dependent remodeling on arterial geometry under hypertensive conditions // Biomed. Engr. -1997.-№ 30.-P. 819−927.
- Шилько C.B., Гавриленко СЛ., Хиженок В. Ф., Стакан И. Н., Салнвончнк С. П. Метод описания течения и определения реологических констант вязкопластических материалов. Часть 2 // Российский журнал биомеханики. 2003. — № 2. — С. 79−84.
- Кантор Б.Я., Кунделев А. Ю. Моделирование периодического течения вязкой жидкости в толстостенном сосуде // Проблемы машиностроения 1998. — № 2. — С. 94−101.
- Балашов С.А., Мелькумянц A.M. Избирательное блокирование чувствительности артерий к скорости течения крови // Труды I Республиканской конференции «Молекулярные и клеточные механизмы адаптации в норме и патологии». М. — 1986.
- Bevan J.A. Shear stress, the endothelium and the balance between flow-induced contraction and dilation in animals and man // Int. J. Microcirc. Clin. Exp. 1997.-№ 5(17).-P. 248−256.
- Мелькумянц A.M., Хаютин B.M., Веселова E.C. Чувствительность бедренной артерии кошки к скорости течения перфузионных растворов // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины 1982. — Т. 93. — № 6. — С. 7−10.
- Балашов С.А. Регуляция просвета артерий при изменениях вязкости и скорости течения крови / Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук // Москва. 1987.
- Young T. On the function of the heart and arteries // Phil. Trans. Roy. Soc.- 1809.-№ 99.-P. 1−33.
- Womersley J.R. Method for the calculation of velocity, rate of flow and viscous drag in arteries when the pressure gradient is known // J. Physiology. -1955.-№ 127.-P. 533−556.
- Womersley J.R. Velocity profiles of oscillating arterial flow with some calculations of viscous drag and the Reynolds number // J. Physiology. -1955. № 128. — P. 629−640.
- Womersley J.R. Oscillatory flow in arteries: the constrained elastic tube as a model of arterial flow and pulse transmission // Physics in Medicine and Biology.-1957.-№ 2.-P. 178−187.
- Womersley J.R. Oscillatory flow in arteries II: the reflection of the pulse wave at junctions and rigid inserts in the arterial system // Physics in Medicine and Biology. 1958. — № 2. — P. 313−323.
- Womersley J.R. Oscillatory flow in arteries III: flow and pulse velocity formulae for a liquid whose viscosity varies with frequency // Physics in Medicine and Biology. 1959. -№ 2. — P. 374−382.
- Huang W., Shen Z., Huang N.F., Fung Y.C. Engineering analysis of biological data: an example of blood pressure over one day // Proc. of the National Academy of Sciences USA. 1998. -№ 95. — P. 4816−4821.
- Marrone A., Polosa A.D., Scioscia G., Stramaglina S., Zenzola A. Multiscale analysis of blood pressure signal // Physical Review. 1999. — № 60. -P.1088−1091.
- Ilse Van Trichta, Dirk De Wachtera, Jan Tordoirb, Pascal Verdonck Comparison of the hemodynamics in 6 mm and 4−7 mm hemodialysis grafts by means of CFD // J. Biomech. 2006. — № 39. — P. 226−236.
- Jie Chena, Xi-Yun Lua, Wen Wang Non-Newtonian effects of blood flow on hemodynamics in distal vascular graft anastomoses // J. Biomech. 2006. -№ 39.-P. 1983−1995.
- Johannes V. Soulis, Thomas M. Farmakis, George D. Giannoglou, George E. Louridas Wall shear stress in normal left coronary artery tree // J. Biomech. 2006. — № 39. — P. 742−749.
- Богаченко C.E., Устинов Ю. А. Модель движения крови в артериальном сосуде во время систолы и анализ напряженного состояния стенки с учетом винтовой анизотропии // Российский журнал биомеханики. -2009.-Т. 13.-№ 1.-С. 29−42.
- Малкин А .Я., Чалых А. Е. Диффузия и вязкость полимеров. Методы измерения. М.: Химия, 1979. — 304 с.
- Адамов А.А., Матвеенко В. П., Труфанов Н. А. и др. Методы прикладной вязкоупругости. Екатеринбург: УрО РАН, 2003. — 411 с.
- Педли Т., Шротер Р., Сид У. Механика кровообращения. М.: Мир, 1981.-624 с.
- Педли Т. Гидродинамика крупных кровеносных сосудов. М.: Мир, 1981.-400 с.
- Фолков Б., Нил Э. Кровообращение. М: Медицина, 1976. — 463с.
- Lia М.Х., Beech-Brandta J.J., Johnb L.R., Hoskinsc P.R., Easson W. J Numerical analysis of pulsatile blood flow and vessel wall mechanics in different degrees of stenoses // J. Biomech. 2007. — № 40. — P. 3715−3724.
- Brian D. Stempera, Narayan Yoganandana, Frank A. Pintar Mechanics of arterial subfailure with increasing loading rate // J. Biomech. -2006.-№ 39.-P. 1−7.
- Думлер A.A. Функционирование артериального русла в условиях изометрического стресса у здоровых и больных гипертонической болезнью // Российский журнал биомеханики. 2007. — Т. 11. — № 1. — Р. 91−99.
- Salzar Robert S., Thubrikar Mano J., Epping Richard T. Pressure-induced mechanical stress in the carotid artery bifurcation: a possible carrelation to aterosclerosis // J. Biomech. 1995. -№ 11(28). — P. 1333−1340.
- Красавин В.А., Дружинин С. О., Суслов И. И., Морозов К. М., Кузьмин В. А. Концепция системных нарушений иммунитета в генезе аномалий ветвей дуги аорты // Региональное кровообращение и микроциркуляция. СПб. — 2007. — № 1(21). — С. 81−83.
- Лазарян Т.Р. Экспериментальное обоснование возможности стентирования внутренней сонной артерии при ее патологической извитости / Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук. -Москва. 2008.
- Аллилуев А.С., Савельев Е. И. Хирургическое лечение патологической извитости сонной артерии // Материалы всероссийской 65-ой итоговой студенческой научной конференции им. Н. И. Пирогова. Томск. -2006. -№ 1.-С. 147−148.
- Герасименко И. Н Функциональное состояние мозговой гемодинамики при патологической извитости внутренней сонной артерии / Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук. -Новосибирск. 1998.
- Garci J., Crespoa A., Goicoleab J., Sanmartinb M., Garci C. Study of the evolution of the shear stress on the restenosis after coronary angioplasty // J. Biomech. 2006. — № 39. — P. 799−805.
- Holzapfel G.A., Gasser T.C. A viscoelastic model for, fiber-reinforced composites at finite strains: Continuum basis, computational aspects and applications // Comput. Methods Appl. Mech. Engr. 2000. — № 87. — P. 15−24.
- Gasser T.C., Holzapfel G.A. Rate-independent elastoplastic constitutive modeling of biological soft tissues: Part I. Continuum basis, algorithmic formulation and finite element implementation Int. J. Solids and Structures, 2000. — V. 37. — P. 256.
- Нуштаев Д.В. Abaqus: Пособие для начинающих. Пошаговая инструкция. Москва: ООО Тезис. — 2010.
- Конюхов А.В. Основы анализа конструкции в ANSYS. Казань: КГУ.-2001.
- Басов К.А. Графический интерфейс комплекса ANSYS. ДМК Пресс. — 2006.
- Огородникова О.М. Расчет конструкций в ANSYS. Сборник учебных пособий. Техноцентр компьютерного инжиниринга. — 2009. — 452 с.
- Наседкин А.В. Конечно-элементное моделирование на основе ANSYS. Программы решения статических задач сопротивления материалов свариантами индивидуальных заданий. Ростов-на-Дону: УПЛ РГУ, 1998. -44 с.
- Григолюк Э.И., Шалашилин В. И. Проблемы нелинейного деформирования. М.: Наука, 1988. — 232 с.
- Данилин А.Н., Зуев Н. Н., Снеговский Д. В., Шалашилин В. И. Об использовании метода конечных элементов при решении геометрически нелинейных задач. — Москва: ООО Тезис, 1999. 11 с.
- Мунерман В.И. Последовательно-параллельное программирование для суперкомпьютеров // Электронный математический и медико-биологический журнал. 1999. — Т. 3. — № 2. — С. 75−81.
- Мунерман В.И. Параллельная обработка данных. Методы и средства // Электронный математический и медико-биологический журнал. -1997. Т. 2. — № 2. — С. 213−227.
- Автандилов Г. Г. Динамика атеросклеротического процесса у человека (Вопросы морфогенеза и патогенеза). М: Медицина, 1970. — 280 с.
- Аптуков В.Н., Осоргина Л. Ю. Оценка влияния стадий атеросклероза на напряженно деформированное состояние артериальных сосудов // Российский журнал биомеханики. 2005. — Т. 9. — № 4. — С. 45−51.
- Garci J., Crespoa A., Goicoleab J., Sanmartinb M., Garci С. Study of the evolution of the shear stress on the restenosis after coronary angioplasty // J. Biomech. 2006. — № 39. — P. 799−805.
- Верещагин H.B., Котловер A.H. К морфологии и патогенезу извитости и перегибов внутренних сонных и позвоночных артерий // Архив патологии. 1966. — № 12. — С. 11−16.
- Хорев Н.Г. Патологическая извитость внутренней сонной артерии и ее хирургическое лечение. Автореферат дис. докт. мед. наук. -Барнаул. — 2000. — 237 с.
- Riser М.М., Geraud J., Ducoundray J., Ribaut L. Dolichocarotid interne avec syndrome vertiginoux // Rev. Neurol. 1951. — V. 85. — P. 145−147.
- Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости M.: Наука, 1975.-576 с.
- Бокерия JI.A., Суханов С. Г., Катков А. И., Пирцхалаишвили З. К. Хирургия патологической извитости брахиоцефальных артерий. Пермь: Изд. «Курсив», 2006. — 144 с.
- Лурье А.И. Нелинейная теория упругости. М.: Наука, 1980.512 с.
- Казанчян П.О., Попов В. А., Гапонова E.H., Рудакова Т. В. Диагностика и лечение патологической извитости сонных артерий // Ангиология и сосудистая хирургия. 2001. — № 2. — С. 93−103.
- Родин Ю.В. Исследование потоков крови при патологической S-образной извитости сонных артерий // Международный неврологический журнал. 2006. — № 4(8). — С. 84−91.