Моделирование гемодинамических характеристик кровотока сонной артерии на основе компьютерной томографии
Аннотация
Цель работы заключалась в проведение моделирования гемодинамики кровотока и исследовании гемодинамических характеристик кровеносных сосудов. Проведено построение 3D-моделей сонной артерии на основе снимков компьютерного томографа в программном комплексе 3D SLICER. Полученные фантомы моделей промоделированы в программном комплексе FlowVision, методом конечных элементов. Выявлены наиболее опасные патологии геометрии сосудистого русла влияющие на изменение гемодинамических характеристик кровотока. Наибольшую опасность в западании скорости потока в просвете сосуда представляла патология извитости (до 30 %). Патология при образовании аневризмы в незначительной степени влияла на падение скорости (до 8 %). Опасность данной патологии заключалась в повышении давления, оказываемого током крови на стенку аневризмы. Образование атеросклеротических бляшек в просвете сосуда привело к западанию скорости (до 25 %) и повышению давлению в области формирования бляшек.
Об авторах
Д. А. БалюкБеларусь
аспирант кафедры электронной техники и технологии
ул. П. Бровки, д. 6, 220013, г. Минск
Н. С. Давыдова
Беларусь
к. т. н., доцент, доцент кафедры инфокоммуникационных технологий
ул. П. Бровки, д. 6, 220013, г. Минск
М. М. Меженная
Беларусь
к. т. н., доцент, доцент кафедры инженерной психологии и эргономики
ул. П. Бровки, д. 6, 220013, г. Минск
М. В. Давыдов
Беларусь
к. т. н., доцент, первый проректор
ул. П. Бровки, д. 6, 220013, г. Минск
Список литературы
1. Извитости сосудов позвоночника, шеи и мозга: причина, симптомы, лечение [Электронный ресурс]. – Режим доступа:http://sosudinfo.ru/golova-imozg/izvitost-sosudov/.
2. Quattelbaum, J.K., Upson E.T., Neville R.L.//Ann Sure. 1959. Vol. 150, № 10. P. 824-832.
3. Лужа, Д. Рентгеновская анатомия сосудистой системы/Д. Лужа. – Будапешт: Издательство акад. наук Венгрии, 1973, – 380 с.
4. Щучкина, О. А. 3D моделирование и численный анализ гемодинамики коронарных артерий сердца человека/О. А. Щучкина, И. В. Кирилова//Современные проблемы математики и её приложения в естественных науках и информационных технологиях/отв. ред. Г.Н. Жолткевича. – Х.:Апостроф, 2011. – 120 с.
5. Гуляев, Ю. П. Моделирование гемодинамики крупных кровеносных сосудов с учетом взаимодействия потока крови со стенкой/Ю. П. Гуляев, А. В. Доль//III сессия Научного совета РАН по механике деформируемого твердого тела/отв. ред. Л. Ю. Коссовича. – Саратов:Изд-во Саратовского университета, 2009. – 13 с.
6. Иванов, Д. В. Теоретико-экспериментальное исследование влияния механических факторов на возникновение и патогенез аневризм артерий виллизиевого круга: дис. канд. физ.-мат. наук/Д. В. Иванов. – Саратов : Изд-во Саратовского университета, 2010. – 147 с.
7. Иванов, Д. В. Численный расчет плоских моделей артерий с аневризмами/Д. В. Иванов. – Саратов:Изд-во Саратовского университета, 2011. – 147 с.
8. Способ моделирования патологической извитости внутренней сонной артерии на подопытных животных [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.findpatent.ru/patent/239/2394506.html.
9. Heilbran, M. P. Overal management of vascular lesions considerent treatable with EIC bypass/М. Р. Heilbran. Neuroswg., 1982.
10. Паулюкявичус, А. Р. Прицельная церебральная микроангиография в нейрохирургической клиникеА. Р. Паулюкявичус. – М., 1988 г.
11. Иванов, Д. В. Определение механических свойств артерий виллизиевого многоугольника/Д. В. Иванов,, O. A. Фомкина//Российский журнал биомеханики. 2008. – Т. 12, № 4 (42). – С. 75 – 84.
12. Иванов, Д. В. Численное исследование аневризм базилярной артерии: трехмерная постановка/Д. В. Иванов, Е. А. Чесаков, A. A. Макеев//Методы компьютерной диагностики в биологии и медицине 2009.
13. Статистика.Ru – данные Росстат, Госкомстат государственная статистика России [Электронный ресурс]. – Режим доступа:http://statistika.ru/.
14. Yazici, B. Cerebral blood flow measurements of the extracranial carotid and vertebral arteries with Doppler ultrasonography in healthy adults/B. Yazici, B. Erdogmus, A. Tugay// Diagnostic and Interventional Radiology. – 2005. Vol. 11. – P. 195 – 198.
15. P. Scheel et al.//Stroke. 2000. – Vol. 31. – P. 147 – 150.
16. Ivanov, D. Mechanical properties of Willis circle arteries/D. Ivanov//CMM 2009. Short papers/ed. by M. Kuczma, K. Wilmanski, W. Szajna. – Zielona Gora, 2009. P. 213 – 214.
17. Николаенко, В. Н. Прочностные свойства артерий основания головного мозга взрослых людей 1-го периода зрелого возраста/В. Н. Николенко и др.,//Ангиология и сосудистая хирургия 2008. – Т. 14, № 3. – С. 123–124.
18. Балюк, Д. А. Моделирование и оценка гемодинамических характеристик кровотока сонной артерии при образовании аневризмы/Д. А. Балюк//Доклады БГУИР. 2018 №7 (117). – Минск:БГУИР, 2018. – С. 85 – 89.
19. Балюк, Д. А. Моделирование параметров кровотока (скорости и давления) в зависимости от геометрических параметров сосуда/Д. А. Балюк, И. Ю. Базик, Е. Д. Витковский//Доклады БГУИР. 2016 №7 (101). – Минск : БГУИР, 2016. – С. 110–115.
20. Балюк, Д.А. Моделирование и оценка гемодинамических характеристик кровотока сонной артерии при образовании аневризмы/Д.А. Балюк//Доклады БГУИР. – 2018. – № 7 (117). – С. 58–89.
Рецензия
Для цитирования:
Балюк Д.А., Давыдова Н.С., Меженная М.М., Давыдов М.В. Моделирование гемодинамических характеристик кровотока сонной артерии на основе компьютерной томографии. Цифровая трансформация. 2021;(3):58-68.
For citation:
Baliuk D.A., Davydova N.S., Mezhennaya M.M., Davydov M.V. Modeling the Hemodynamic Characteristics of the Carrotic Care Blood Based on Computer Tomography. Digital Transformation. 2021;(3):58-68. (In Russ.)