Biomechanika srdečněcévní soustavy a konstitutivní modelování

Prezentace na téma: "Biomechanika srdečněcévní soustavy a konstitutivní modelování"— Transkript prezentace:

1 Biomechanika srdečněcévní soustavy a konstitutivní modelování
Biomechanika a lékařské přístroje Biomechanika I Lukáš Horný Laboratoř biomechaniky člověka Ústavu mechaniky Fakulty strojní ČVUT v Praze

2 E3 a E4 Biomechanické vlastnosti in vivo/ex vivo
E – Empirická pozorování E3 a E4 Biomechanické vlastnosti in vivo/ex vivo Empirická pozorování E1 Anatomie a fyziologie krevního oběhu E2 Vybrané patologické jevy a projevy stáří E3 Biomechanické vlastnosti in vivo E4 Biomechanické vlastnosti ex vivo/in vitro

3 Longitudinální výchylka [mm]
In vivo Tlakové pulzace Žena 47 let – echa z IM – proudění u stěny Longitudinální výchylka [mm] Průměr [mm] Cinthio M., Ahlgren A.R., Bergkvist J., Jansson T., Persson H.W., Lindstrom K. (2006) Longitudinal movements and resulting shear strain of the arterial wall. Am J Physiol - Heart Circ Physiol 291 (1): Rychlost proudění Čas [s] EKG

4 In vivo Tlakové pulzace Břišní aorta Tlak [mmHg] Průměr [mm] Čas [s]
Muž 24 let Muž 69 let 120 120 Tlak [mmHg] 80 80 1 1 16 22.4 Průměr [mm] 15 22 Sonesson B., Lanne T., Vernersson E., Hansen F. (1994) Sex difference in the mechanical properties of the abdominal aorta in human beings. J Vasc Surg 20(6): 1 Čas [s]

5 Přírůstek průměru [mm]
In vivo Tlakové pulzace Břišní aorta Žena 23 let 1.5 Žena 53 let 1 Přírůstek průměru [mm] Žena 69 let 0.5 70 90 110 130 Sonesson B., Lanne T., Vernersson E., Hansen F. (1994) Sex difference in the mechanical properties of the abdominal aorta in human beings. J Vasc Surg 20(6): Tlak [mmHg]

6 In vivo Intravaskulární ultrazvuk a virtuální histologie
Dr. Arash Taki Pacient 19 let (14 let po graftování), patologický nález: kalcifikace (šipka vpravo), zesílená intima (šipka vlevo)

7 In vivo Intravaskulární ultrazvuková elastografie
Post mortem elastografie vulnerabilního koronárního aterosklerotického plátu. Nebezpečí nespočívá ani tak ve velké hodnotě deformace jako ve velkém prostorovém gradientu deformace. Vulnerable plaque marked in IVUS (A), elastogram (B), macrophage staining (C), and collagen staining (D). In the elastogram, a vulnerable plaque is indicated by a high strain on the surface. In the corresponding histology, a high amount of macrophages (C) is visible with a thin cap (D) and a lipid pool (LP).

8 Ex vivo Inflační-extenzní test Vzorek cévy Zdroj definovaného tlaku
Zajištění definovatelné podélné extenze Měření podélné síly Snímání deformace cévy Datová sběrnice V ideálním ještě zajistíte Neosychání Fyziologickou teplotu

9 Fz Redukovaná osová síla
Ex vivo Inflační-extenzní test Lidská pánevní tepna Fz Redukovaná osová síla Tlak [kPa] Obvodový streč r/R [-]

10 Ex vivo Inflační-extenzní test Lidská pánevní tepna Tlak [kPa]
Axiální streč l/L [-]

11 Ex vivo Inflační-extenzní test při konstantním předpětí
Psí společná karotida Axiální síla [N] Tlak [kPa] Takamizawa K., Hayashi K. (1987) Strain energy density function and uniform strain hypothesis for arterial mechanics Journal of Biomechanics, 20 (1) , pp Vnější průměr [mm]

12 Ex vivo Tahový test