Одномерная математическая модель динамики кровотока в русле артериальной системы человека и вариант ее практического применения
Диссертация
Наиболее частая причина нарушения кровоснабжения атеросклероз (атеротромбоз) — отложение холестерина в сосудистой стенке. Это приводит к образованию так называемых бляшек, суживающих или полностью закрывающих просвет сосуда. Подобные бляшки могут образовываться и в артериях нижних конечностей (бедренных, подколенных и берцовых артериях), суживая и в итоге закупоривая их. При сужении или окклюзии… Читать ещё >
Список литературы
- Сосудистая хирургия и микрохирургия Электронный ресурс. // сайт. URL: www. angio-surgerv.ru (дата обращения 09.06.2008)
- Википедиа Электронный ресурс. // свободная энциклопедия. URL: www.wikipedia.org (дата обращения 09.06.2008)
- Социальное положение и уровень жизни населения России. / Госкомстат России. Официальное издание. Статистический сборник. -М., 2003.
- Смертность населения Российской Федерации 2002 г. / Статистические материалы Минздрава России. — М., 2003.
- М.В.Абакумов, И. В. Аишетков, Н. Б. Есикова, В. Б. Кошелев, С. И. Мухин, Н. В. Соснин, В. Ф. Тшикин, А. П. Фаворский, А. Б. Хруленко Методика математического моделирования сердечно-сосудистой системы // Математическое моделирование. М., 2000. — Т. 12, № 2, 106−117с.
- Абрикосов А. И., С тру ко в А. И. Патологическая анатомия Т. 2. М., 1954.
- Аничков Н. Н. Общие основы учения об атеросклерозе артерий // Центр. Мед. Журнал. 1928. — Т. 1. № 1. — С. 10.
- Бегун П. К, Шукейло Ю. А. Био Механика. М., 2005.
- Бокерия Я. А., Гудкова Р. Г. Здоровье населения Российской Федерации и хирургическое лечение болезней сердца и сосудов в 1998 году. М.: Изд-во НЦССХ им. А. Н. Бакулева РАМН, 1999.
- Выльде М.В., Гуляев Ю.77. Низкочастотные осесимметричные волны в кровеносных сосудах постоянного сечения: ассимптотический подход. // Известия РАН. Серия Механика твердого тела. — Москва, 2009. (в печати).
- Волъмир А. С., Герштейн М. С. Проблемы динамики оболочек кровеносных сосудов // Механика полимеров. 1970. — № 2. — С. 373 379.
- Гамма Э., Хелм Р., Джонсон Р., Влнссидес До/с. Приемы объектпо-ориентироваиного проектирования. Паттерны проектирования. — С.-Пб.: Питер, 2001.
- Гуляев Ю.П., Коссович Л. Ю. Математические модели биомеханики в медицине. Саратов: Изд. Саратовского университета, 2001.
- Елишн М.А., Гуляев Ю. П. Постановка и решение задачи определения динамики кровотока в крупных артериях по одномерной теории. // Известия Саратовского университета. Серия Математика. Механика. Информатика. Саратов, 2007. — Т. 7. — Вып. 1. — С. 45−48.
- Елишн М. А. Основные уравнения одномерной теории динамики кровотока в системах крупных артерий. // Международная научно-техническая конференция «Вычислительная механика деформируемого твердого тела». Т. 1. М.: МИИТ, 2006. 152с.
- Елишн М.А. Программное обеспечение для вычисления параметров кровотока в части артериальной системы. // Тезисы докладов. IX Всероссийская конференция по биомеханике «Биомеханика — 2008». Нижний Новгород, 2008. Нижний Новгород, 2008. — С. 180−182.
- Каменский А. В. Математическое моделирование поведения бифуркации сонной артерии человека на различных стадиях атеросклеротического поражения и после операционного вмешательства. — Саратов: Изд. Саратовского университета. 2007.
- Каменский А. В., Салъковский Ю. Е. Моделирование кровотока в сонной артерии с податливыми стенками методом конечного элемента // Математическое Моделирование и Краевые Задачи: Труды Всероссийской Научной Конференции. Самара, 2004. — Т. 1. -С. 103−106.
- Каменский А. В., Салъковский Ю. Е. Практическое применение конечно-элементного пакета ANSYS к задачам биомеханики кровеносных сосудов. Саратов: Изд. Саратовского университета, 2005.
- Кватрани Т. Rational Rose 2000 и UML. Визуальное моделирование. — М.: ДМК, 2001.
- Киммел 77. UML. Основы визуального анализа и проектирования. -М.: ИТ Пресс, 2008.
- Кириллова И. В., Морозов К. М., Каменский А. В. Биомеханика бифуркаций сонных артерий // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2007. Т. 1. № 21. — С. 156.
- Кисляков Ю. Я. Статические свойства пассивных сосудов артериального типа//Биофизика. 1971. Т. 16. — № 6. — С. 1093−1099.
- Круглински Д. Дэю., Уингоу С., Шеферд Дою. Visual С++ 6.0 для профессионалов. — С.-Пб.: Питер, 2004.
- Ландау Л.Д., Лифишц Е. М. Гидродинамика. М., Наука, 1988.
- Ларман К. Применение UML 2.0 и шаблонов проектирования. Введение в объектно-ориентированный анализ, проектирование и итеративную разработку. — М.: Вилиамс, 2007.
- Леоненков А. В. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с использованием UML и IBM Rational Rose. M.: Бином. Лаборатория знаний, 2006.
- Лехтщкий С. Г. Теория упругости анизотропного тела. М.: Наука, 1977.
- Лищук В.А., Амосов Г. Г., Амосов (мл.) Г. Г., Фролов C.B. Математическая модель сосуда в частных производных // Клиническая физиология кровообращения. 2006. — Ч. 1, № 1. — С. 1 — 10.
- Маковеев С.Н. Модель сердечно-сосудистой системы // Труды ТГТУ. Выпуск № 20 / Тамбов. Издательство ТГТУ / 2007.
- Мэйерс С. Эффективное использование С++. 55 верных советов улучшить структуру и код ваших программ. М.: ДМК пресс, 2006.
- Осадчий Л. И., Балуева Т. В., Сергеев И. В. Эндотелийзависимый механизм формирования реакций системной гемодинамики // Рос. физиол. Жури. Им. И. М. Сеченова. 2003. — Т. 89, № 7.- С. 810−816.
- Педли Т. Гидродинамика крупных кровеносных сосудов. М: Мир, 1983.
- Покровский А. В. Что могут сегодня сосудистые хирурги // 50 лекций по хирургии М.: Media-Medica, 2003.
- Пономарев В. А. Программирование на С++/С# в Visual Studio .NET 2003. С.-Пб.: БХВ-Петербург, 2004.
- Прохоров А. М. Большая Советская Энциклопедия. 2-е издание, 1949−1960.
- Пуриня Б. Я., Касьянов В. А. Биомеханика крупных кровеносных сосудов человека. — Рига: Зинатне, 1980.
- Саттер Г., Александреску А. Стандарты программирования на С++. -М.: Вилиамс, 2005.
- Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. М.: Мир, 1979.
- Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. М.: Наука, 1987.
- Синельников Р. Д., Синельников Я. Р. Атлас анатомии человека. —2-е издание, Т. 3, М: Медицина, 1996.
- Солтер H. А., Клепер С. Дж. С++ для профессионалов. М.: Вилиамс, 2006.
- Страуструп Б. Дизайн и эволюция языка С++. С.-Пб.: Питер, 2006.
- Устинов Ю.А. Модель винтового пульсового движения крови в артериальных сосудах. // Доклады академии наук, 2004, Т. 398, № 3, с. 1−5.
- Фаулер M. UML. Основы. М.: Символ-Плюс, 2006.
- ХарченкоВ. И. Смертность от болезней системы кровообращения в России и экономически развитых странах // Российский кардиологический журнал.-2005.-№ 2
- Царев О. А. Атеросклероз аорты и периферических артерий: современные представления о патогенезе и методах лечения. — Саратов, 2001.
- Шаллоуей A., Tpomm Дж. Р. Шаблоны проектирования. Новый подход к объектно-ориентированному анализу и проектированию. — М.: Вилиамс, 2002.
- Шильдт Г. Полный справочник по С++. М.: Вилиамс, 2007.
- Щупак Ю. А. Win32 API. Эффективная разработка приложений. С.-Пб.: Питер, 2007.
- Theory and Modeling Guide / ADINA. Report ARD 06−07. 2006.
- Adams P. The Genuine Works of Hippocrates. New York: William Wood, 1886.
- Avolio A. Aging and wave reflection. // J. Hypertens. 1992. — V. 10. P. 83−86.
- Bassingthwaighte J. B., Liebovitch L. S., West B. J. Fractal Physiology. // The American Physiological Society Methods in Physiology Series. — New York: Oxford University Press, 1994. P. 236−262.
- Bathe K.-J. Finite element procedures. Englewood Cliffs, N.J.:Prentice Hall, 1996. Klaus-Jurgen Bathe, ill.- 25 cm. Revision of: Finite element procedures in engineering analysis. 1982.
- Berge! D. H. The Static Properties of the Arterial Wall // J. of Physiol. 1961. -V. 156. P. 445−457.
- Berger S. A., Jou L. D. Flows in Stenotic Vessels // Annu Rev Fluid Mech. 2000.-V. 32.-P. 347−384.
- Brant A.M., ShahS. S., Rogers V. G. J., Hohhmeister J., Herman L. M., Kormos R. L., Borovetz H. S. Biomechanics of the Arterial Wall Under Simulated Conditions //J. Biomechanics. 1988. V. 21. — P. 107 113.
- Bnmey A. Professional VSTO 2005: Visual Studio 2005 Tools for Office (Programmer to Programmer). Chichester: Wrox Press Ltd. 2006.
- Burton A. C. Physical principles of circulatory phenomena: the physical equilibria of the heart and blood vessels // Handbook of Physiology. Circulation. Amer. Physiol. Soc. 1968. S. 2. — V. 1. — P. 85−106.
- Burton A. C. The relation of structure to function of the tissues of the wall of blood vessels // Physiol. Rev. 1954. V. 34. -N 4. — P. 619−642.
- Carew T. E., Vaishnav R. N., Pater D. J. Compressibility and Constitutive Equation for Arterial Wall // Circ. Res. 1968. V. 23. — P. 61−68.
- Caro C. G., Pedley T. J., Schroter R. C., Seed W. A. The Mechanics of the Circulation. Oxford: Oxford University Press, 1978.
- Chen J., LuX.-Y. Numerical Investigation of the non-Newtonian Pulsatile Blood Flow in a Bifurcation Model With a Non-Planar Branch // Journal of Biomechanics. 2006. V. 39. — P. 818−832.
- Chorin A. J., Marsden J. E. A Mathematical Introduction to Fluid Mechanics. 3rd ed. — New York: Springer 1998.
- Chuong C. J., Fung Y. C. Three-Dimensional Stress Distribution in Arteries //Journal of Biomechanical Engineering. 1983. V. 105. — P. 268 274.
- De Bakey M. E., Craford E. S. Patch Graft Angioplasty in Vascular Surgery // Journal of Cardiovascular Surgery. 1962. V. 3. — P. 106−141.
- Delfino A. Analysis of stress field in a model of the human carotid bifurcation. Lausanne. PhD thesis #1599, 1996.
- Demiray H., Weizsacker H. W., Pascale K., Erbay H. A. A Stress-Strain Relation for a Rat Abdominal Aorta // J. Biomechanics. 1988. V. 21. — P. 369−374.
- Deng S. X., Tomioka J., Debes J. C., Fung Y. C. New Experiments on Shear Modulus of Elasticity of arteries // Am. J. Physiol. 1994. V. 266. -P.H1-H10.
- Dobrin P. B., Doyle J. M. Vascular Smooth Muscle and Anisotropy of Dog Carotid Artery // Circ. Res. 1970. V. 27. — P. 105−119.
- C. Ebner, W. Tkalec, H.J. Nesser Three-dimensional volume measurements of plaques in the arteria carotis and the arteria femoralis // Journal of the American College of Cardiology. February 1996. V. 27. -P. 103−104.
- Feinberg A. W., Lax H. Studies of the arterial pulse wave. // Circulation 1958.-V. 18.-P. 1125−1130.
- Fung Y. C. Biomechanics: Mechanical Properties of Living Tissue. New York: Springer-Verlag, 1993.
- Fung Y. C., FronekK., Patitucci P. Pseudoelasticity of Arteries and the Choice of Its Mathematical Expression // American Journal of Physiology. 1979. V. 237. — P. H620-H631.
- Guyton A. C. Textbook of Medical Physiology. 9th. ed. Philadelphia: W. B. Saunders Company, 1996.
- Hariton I., deBotton G., Gasser T. C., Holzapfel G. A. How to Incorporate Collagen Fibers Orientations in an Arterial Bifurcation // 3rd IASTED Conference on Biomechanics Benidorm, 2005.
- Haust M. D. Arterial Endothelium and Its Potentials // Plenum Press. 1977. -P. 34.
- Hildenbrandt J. Extension of small-strain theory to finite deformation of cylindrical vessels by internal overpressure // Angiologica. 1970. V. 7 — N 5. — P. 257−272.
- Holzapfel G. A., Gasser T. C., Ogden R. W. A New Constitutive Framework for Arterial Wall Mechanics and a Comparative Study of Material Models // Journal of Elasticity. 2000. V. 61. — P. 1−48.
- Holzapfel G. A., Ogden R. W. Comparison of a Multi-Layer Structural Model for Arterial Walls With a Fung-Type Model, and Issues of Material Stability // Journal of Biomechanical Engineering. Transactions of ASME. 2004. -V. 126. P. 264−275.
- Howard B, V., Macarak E. I., Guns on D., Kefalides N. A. Characterization of the Collagen Synthesized by Endothelial Cells in Culture // Proc. Nat. Acad. Sei. 1976. V. 73. — P. 2361−2364.
- Humphrey J. D. Mechanics of Arterial Wall: Review and Directions // Critical Review in Biomed. Engr. 1995. V. 23. — P. 1−162.
- Humphrey J. D., Strumpf R. K., Yin F. C. P. Determination of a Constitutive Relation for Passive Myocardium // Journal of Biomechanical Engineering. 1990. V. 112. — P. 333−346.
- Jones R. M. Mechanics of Composite Materials. USA: Taylor & Francis, 1999.
- Kannel W. B., Wolf P. A., McGee D. L., Dawber T. R., McNamara P., Castelli W. P. Systolic blood pressure, arterial rigidity, and risk of stroke // J. Am. Med. Assoc. 1981.-V. 245.-P. 1225−1229.
- Kaplunov J.D., Kossovich L.Yu., Nolde E. V. Dynamics of thin walled elastic bodies. San Diego: Academic Press, 1998.
- Kasyanov V. A., Rachev A. I. Deformation of Blood Vessels Upon Stretching, Internal Pressure, and Torsion // Mech. Comp. Mat. 1980. V. 16x. — P. 76−80.
- Kassab G. S., Rider C. A., Tang N. J., Fung Y. C. Morphometry of Pig Coronary Arterial Trees // Am. J. Physiol. 1993. -V. 265. P. 350−365.
- Kuchar N. R., Ostrach Biomedical Fluid Mechanics Symposium // Flow in the Entrance Regions of Circular Elastic Tubes New York, 1966.
- Lax H., Feinberg A., Cohen B. M. The normal pulse wave and its modification in the presence of human atherosclerosis // J. Chronic. Dis. 1956, -V. 3. -P. 618−631.
- LighthillJ. Matematical Biofluiddynamics. Philadelphia: SIAM, 1975.
- MalekA. M., Alper S. L., Izumo S. Hemodynamics Shear Stress and Its Role in Atherosclerosis // JAMA. 1999. V. 282:21. — P. 2035−2042.101 .McDonaldD. A. Blood flow in arteries. 2nd. ed., London: Arnold, 1974.
- MelvinJ. W., Mohan D., Wineman A. S. Mechanical characteristics of soft tissues at high strain rates // Biomechanics Symposium New York, 1975. -V. 10.-P. 75−78.
- Meyer W. W. Zur Pathogenese der Atherosklerose // Klin. Wschr. 1952. -V. 11. (12).-P. 244−253.
- Nichols W. W., O’Rourke M. F. McDonald’s Blood Flow in Arteries // Chapter 4 London: Arnold, 1998. P. 73−97.
- Oka S., Azuma T. Physical theory of tension in thick walled blood vessels in equilibrium//Biorheology. 1970. V. 7. — N 2. — P. 109−117.
- Olufsen M. Modeling the arterial system with reference to an anesthesia simulator / PhD thesis. Denmark, Roskilde: IMFUFA, Roslcilde University, 1998.
- Olufsen M. Structured tree outflow condition for blood flow in larger systemic arteries // Am. J. Physiol. 1999. V. 276. — P. 257−268.
- Parker K. H., Jones C. J. H. Forward and Backward Running Waves in the Arteries: Analysis Using the Method of Characteristics // ASME J. Biomech. Engng. 1992. V. 114. — P. 10−14.
- Patel D. J., Vaishnav R. N. Basic Hemodynamics and its Role on Disease Processes. Baltimore. University Park Press, 1980.
- Pedersen E. M., SungH.-W., Burlson A. C., Yoganathan A. P. Two-dimensional velocity measurements in a pulsatile flow model of the abdominal aorta simulating different hemodynamic conditions // J. Biomech. 1993 V. 26. — P. 1237−1247.
- Pedley T. J. Mathematical Modeling of Arterial Fluid Dynamics // Journal of Engineering Mathematics. 2003. V. 47. — P. 419−444.
- Peskin C. S. Partial Differential Equations in Biology. New York: Courant Institute of Mathematical Sciences, New York University, 1976.
- Rugani F. Vascular variation: trifurcation of femoralis communis. // Atti Accad Fisiocrit Siena Med Fis., 1954. V. 1. — P. 55−57.
- Rhodin J. A. G. Architecture of the Vessel Wall //Handbook of Physiology, the Cardiovascular System H.V. Sparks, D.F. Bohr Jr., A.D. Somlyo, S.R. Geiger. Bethesda, Maryland: Americal Physiological Society, 1980. P. 1−31.
- Simon B. R., Koboyashi A. S., Strandness D. E., Wiederhielm C. A. Reevaluation of arterial constitutive relations. A finite-deformation approach // Circulation Res. 1972. V. 30. — N 4. — P. 491−500.
- Spencer A. J. M. Deformations of Fibre-reinforced Materials. -Oxford: Clarendon Press, 1972.
- Streeter V. L. Keitzer W. F., Bohr D. F. Pulsatile pressure and flow through distensible vessels // Circulation Res. 1963. V. 13. — N 1. — P. 3−20.
- Takamizawa K., Hayashi K. Strain Energy Density Function and Uniform Strain Hypothesis for Arterial Mechanics // J. Biomech. 1987. V. 20. — P. 7−17.
- Tambasco M., Steinman D. A. Path-Dependent Hemodynamics of the Stenosed Carotid Bifurcation // Annals of Biomedical Engineering. 2003. -V. 31. P. 1054−1065.
- Taylor L. A., GerrardJ. H. Pressure-radius relationsips for elastic tubes and their application to arteries. Part 1. Theoretical relationships // Med. Biol. Eng. Comput. 1977. V. 15. — N 1. — P. 11−17.
- Thubrikar M. J., RobicsekF. Pressure-Induced Arterial Wall Stress and Atherosclerosis // Ann. Thorac. Surg. 1995. V. 59. — P. 1594−1603.
- Tropea B. I., Schwarzacher S. P., Chang A. Reduction of Aortic Wall Motion Inhibits Hypertension-Mediated Experimental Atherosclerosis // Artherioscler. Thromb. Vase. Biol. 2000. V. 20. — P. 2127−2133.
- 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. V. 32. — P. 577−583.
- Voltairas P. A., Fotiadis D. I., Massalas C. V., Michalis L. K. Anharmonic Analysis of Arterial Blood Pressure and Flow Pulses // Journal of Biomechanics. Elsevier, 2005. — V. 38. — P. 1423−1431.
- Waters S. L. Solute Uptake Through The Walls of a Pulsating Channel // J. Fluid Mech. 2001. V. 433. — P. 193−208.
- Weinbaum S., Tzeghai G., Ganatos P. Effect of Cell Turnover and Leaky Junctions on Arterial Macromolecular Transport // Am. J. Physiol. 1985. -V. 248. P. H945-H960.
- Wepfer J. Observatio Anatomica Zurich. 1704.