Investigation of human coronary arteries and heart ventricles mode of deformation and haemodynamics


Cite item

Full Text

Abstract

Mechanical properties of coronary arteries and heart tissues, computer 3D models of CA and heart ventricles were investigated. Numerical analysis of coronary arteries and heart ventricles mode of deformation and haemodynamics was made. The material of the arteries and heart tissue was assumed as linear isotropic, the blood as a Newtonian fluid. Comparative analysis of numerical data for cases of spatially unfixed coronary arteries and fixed coronary arteries of passive myocardium and for pathological and healthy heart ventricles was conducted.

About the authors

Anastsia A Golyadkina

Saratov State University named after N. G. Chernyshevsky

Email: nano-bio@sgu.ru
аспирант, каф. математической теории упругости и биомеханики; Саратовский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского; Saratov State University named after N. G. Chernyshevsky

Irina V Kirillova

Saratov State University named after N. G. Chernyshevsky

Email: nano-bio@sgu.ru
(к.ф.-м.н., доц.), доцент, каф. математической теории упругости и биомеханики; Саратовский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского; Saratov State University named after N. G. Chernyshevsky

Olga A Schuchkina

Saratov State University named after N. G. Chernyshevsky

Email: nano-bio@sgu.ru
; Saratov State University named after N. G. Chernyshevsky

References

  1. Opie L. H. Heart Physiology: from cell to circulation. Philadelphia: Lippincott, Williams & Wilkins, 2003. 648 pp.
  2. Berry J. L., Santamarina A., Moore J. E., Roychowdhury S., Routh W. D. Experimental and Computational Flow Evaluation of Coronary Stents // Ann. Biomed. Eng., 2000. Vol. 28, no. 4. Pp. 386-398.
  3. Gijsen F. J. H., Wentzel J. J., Thury A., Mastik F., Schaar J. A., Schuurbiers J. C. H., Slager C. J., van der Giessen W. J., de Feyter P. J., van der Steen A. F. W., Serruys P. W. Strain distribution over plaques in human coronary arteries relates to shear stress // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol., 2008. Vol. 295, no. 4. Pp. 1608-1614.
  4. Qiu Y., Tarbell J. M. Numerical Simulation of Pulsatile Flow in a Compliant Curved Tube Model of a Coronary Arter // J. Biomech. Eng., 2000. Vol. 122, no. 1, 77. 9 pp.
  5. Zeng D., Boutsianis E., Ammann M., Boomsma K., Wildermuth S., Poulikakos D. A Study on the Compliance of a Right Coronary Artery and Its Impact on Wall Shear Stress // J. Biomech. Eng., 2008. Vol. 130, no. 4, 041014. 11 pp.
  6. Ramaswamy S. D., Vigmostad S. C., Wahle A., Lai Y.-G., Olszewski M. E., Braddy K. C., Brennan T. M. H., Rossen J. D., Sonka M., Chandran K. B. Fluid Dynamic Analysis in a Human Left Anterior Descending Coronary Artery with Arterial Motion // Ann. Biomed. Eng., 2004. Vol. 32, no. 12. Pp. 1628-1641.
  7. Santamarina A., Weydahl E., Siegel J. M., Moore J. E. Computational Analysis of Flow in a Curved Tube Model of the Coronary Arteries: Effects of Time-varying Curvature // Ann. Biomed. Eng., 1998. Vol. 26, no. 6. Pp. 944-954.
  8. Migliavacca F., Balossino R., Pennati G., Dubini G., Hsia T. Y., de Leval M. R., Bove E. L. Multiscale modelling in biofluidynamics: Application to reconstructive paediatric cardiac surgery // J. Biomech., 2006. Vol. 39, no. 6. Pp. 1010-1020.
  9. Lagana K., Balossino R., Migliavacca F., Pennati G., Bove E. L., de Leval M. R., Dubini G. Multiscale modeling of the cardiovascular system: application to the study of pulmonary and coronary perfusions in the univentricular circulation // J. Biomech, 2005. Vol. 38, no. 5. Pp. 1129-1141.
  10. Kim H. J., Figueroa C. A., Hughes T. J. R., Jansen K. E., Taylor C. A. Augmented Lagrangian method for constraining the shape of velocity profiles at outlet boundaries for three-dimensional finite element simulations of blood flow // Comput. Methods Appl. Mech. Eng., 2009. Vol. 198, no. 45-46. Pp. 3551-3566.
  11. Vignon-Clementel I. E., Figueroa C. A., Jansen K. E., Taylor C. A. Outflow boundary conditions for three-dimensional finite element modeling of blood flow and pressure in arteries // Comput. Methods Appl. Mech. Eng., 2006. Vol. 195, no. 29-32. Pp. 3776-3796.
  12. Vignon-Clementel I. E., Figueroa C. A., Jansen K. E., Taylor C. A. Outflow boundary conditions for 3D simulations of non-periodic blood flow and pressure fields in deformable arteries // Comput. Methods Biomech. Biomed. Eng., 2010. Vol. 13, no. 5. Pp. 625-640.
  13. Kim H. J., Vignon-Clementel I. E., Figueroa C. A., LaDisa J. F., Jansen K. E., Feinstein J. A., Taylor C. A. On Coupling a Lumped Parameter Heart Model and a ThreeDimensional Finite Element Aorta Model // Ann. Biomed. Eng., 2009. Vol. 37, no. 11. Pp. 2153-2169.
  14. Göktepe S., Abilez O. J., Kuhl E. A generic approach towards finite growth with examples of athlete's heart, cardiac dilation, and cardiac wall thickening // J. Mech. Phys. Solids, 2010. Vol. 58, no. 10. Pp. 1661-1680.
  15. Schwaiger M., Ziegler S. I., Nekolla S. G. PET/CT challenge for the non-invasive diagnosis of coronary artery disease // European Journal of Radiology, 2010. Vol. 73, no. 3. Pp. 494-503.
  16. Sun A., Fan Y., Deng X. Numerical Study of Hemodynamics at Coronary Bifurcation with and without Swirling Flow / In: 6th World Congress of Biomechanics (August 1-6, 2010, Singapore) / IFMBE Proceedings, 31, 2010. Pp. 1428-1430.
  17. Kim H. J., Vignon-Clementel I. E., Coogan J. S., Figueroa C. A., Jansen K. E., Taylor C. A. Patient-Specific Modeling of Blood Flow and Pressure in Human Coronary Arteries // Ann. Biomed. Eng., 2010. Vol. 38, no. 10. Pp. 3195-3209.
  18. Островский Ю. П. Хирургия сердца: Руководство. М.: Мед. лит., 2007. 576 с. 19. Авалиани В. М., Червов И. И., Шобнин А. Н. Коронарная хирургия при мультифокальном атеросклерозе. М.: Универсум, 2005. 384 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2011 Samara State Technical University

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».