Upload
tyler-mejia
View
55
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Моделирование воздействия мышечного насоса на кровоток нижних конечностей. С.С. Симаков, Т.М. Гамилов Московский физико-технический институт. 1. 1. 1. Математические модели и численные методы в биоматематике , 11.10.2012. Структура доклада. Глобальная модель кровотока. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
1
Моделирование воздействия мышечного насоса на кровоток нижних конечностей
С.С. Симаков, Т.М. Гамилов
Московский физико-технический институт
Математические модели и численные методы в биоматематике, 11.10.2012
1 1
1
2
Структура доклада
Глобальная модель кровотока
1) Основные уравнения2) Гравитационный тест3) Ауторегуляция
Мышечный насос
Результаты: бег
3
Глобальная модель
кровотока
4
Глобальная модель кровотока
0
uSS
t x
02
020
0
2,
16 ... ,,2
S SSu u P
u S S SS St x Sd
S S
1) ЗСМ
2) ЗСИ
1 ,...,
0, 1,M
m mk k k k k k
k k k
Q Q u S
, , 0,node mk k m k k k k kp t x p t R Q x L
3) Граничные условия в узлах
Favosky, Quarteroni, Kholodov, et. al.
3.1
3.2
Условия совместности на исходящих
характеристиках
3.3
5
Глобальная модель кровотока
4) Эластичные трубки
Pedley, Luo, 1998
0 0
0 0
exp 1 1,
ln ,
S S S Sf S
S S S S
2,extP S P t x c f S
6
Глобальная модель кровотока
k kg
Ориентация сосуда
g��������������
( )k k t - ориентация в пространстве
g�������������� cosk
4) Правая часть уравнения импульсов: гравитация
7
Глобальная модель кровотока: гравитация
S
S
Head
leg
8
,V V
DP
2
1,D
PWV
D.Zheng, A. Murray, Non-invasive quantification of peripheral arterial volume distensibility and its non-linear relationship with arterial pressure, J. Biomech., 2009
lPWV PTTt
PTT
Гравитационный тест
9
Pressure
Гравитационный тест
Distensibility
10
Гравитационный тест
Distensibility vs Pressure
11
Ауторегуляция
N.A. Kudryashov, I.L. Chernyavskii, 2008
12
2
0
exp 1 1S
P cS
Уравнение состояния:
t
PP
T T
newPoldP
Ауторегуляция
12
.new new
old old
c P
c P
t,c
13
Ауторегуляция
Ed VanBavel, Jos P.M. Wesselman, Jos A.E. Spaan Myogenic, Activation and Calcium Sensitivity of Cannulated Rat Mesenteric Small Arteries.Circulation Research,1998
Артерия крысы
14
Мышечный насос
15
Мышечный насос.
16
Мышечный насос.
max max2
20,5 sin(( ) ) 0,5add ks
P P t PT
Уравнение состояния: 2
0
exp 1 1 add
SP c P
S
Венозные клапаны::( , ), 0
, 1, 0
vтр
f s u vF A
A v
17
Кров
оток
ч
ерез
но
ги
Results: Runningголени
Right shin
Left shin
Right thigh
Left thigh
Pressure
18
Мышечный насосда
влен
ие,
Па Да
влен
ие
время
19
Мышечный насосД
авл
ение
время
«Физиология человека» Р.Шмидт
20
Мышечный насосср
едни
й кр
овот
ок
2 шага в секунду
4 шага в секунду
max max2
20,5 sin(( ) ) 0,5add ks
P P t PT
21
0 5 10 15 20 253.5
4
4.5
5
5.5
6
6.5
7
Steps frequency (steps per second)
Flow(ml/s)
Результаты: бег
22
0 5 10 15 20 253.5
4
4.5
5
5.5
6
6.5
7
Steps frequency (steps per second)
Flow(ml/s)
170 см
195 см
высокая частота шагов
Рост
Результаты: бег
23
Забег на 100 метров, Олимпиада в Пекине
10 шагов
~4,7 шага в секунду – Walter Dix (бронза)
Результаты:бег
~4,25 шага в секунду – Usain Bolt (золото)
24
Результаты: бег
Walter Dix 175 см
25
Результаты: бег
Usain Bolt
stride frequency, str/s
flowml/s
195 см
26
World Dwarfs Games
27
Результаты: бег
World Dwarfs Games
stride frequency, str/s
flowml/s
28
110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 2102
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
6.5
7
Расчетные данныеРеальные спортсмены
рост, см
Частота шагов
Результаты: бег
29
Результаты: бег
110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 2102
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
6.5
7
Расчетные данныеРеальные спортсмены
30
Частота шага Сосудистая система
Результаты: бег
31
Discussion: Patient specific models
32
Discussion: Patient specific models
In collaboration with Vassilevsky, Ivanov, et. al.
33
Discussion: Patient specific models
In collaboration with Vassilevsky, Ivanov, et. al.