Wpływ wielkości i czasów obciążania na proces wyciskania limfy z tkanki

• Autorzy: Kaczmarek M. , Olszewski W. , Nowak J. , Zaleska M.

Warianty tytułu

EN

The impact of load and loading times on squeezing lymph from edematous tissue

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Masaż pneumatyczny jest powszechnie stosowaną metodą terapii obrzęku limfatycznego. W pracy zostały zaprezentowane wyniki symulacji procesów hydromechanicznych, zachodzących w tkance z obrzękiem pod działaniem pojedynczej komory do masażu pneumatycznego. Tkanka z obrzękiem została opisana równaniami modelu poro-sprężystego Biota, a symulacje przeprowadzone z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych, zaimplementowanej w środowisku COMSOL Multiphysics. Uproszczoną geometrię kończyny przyjęto w kształcie cylindra o jednakowej średnicy, z warstwą tkanki o jednakowej grubości, pomijając obecność skóry. Dla wybranych wielkości i czasów działania obciążeń oraz przyjąwszy zestaw parametrów geometrycznych kończyny i właściwości materiałowych tkanki, zwizualizowano i dokonano analizy rozkładów ciśnienia porowego, prędkości przepływu cieczy, a także przemieszczeń szkieletu. Wyniki symulacji pokazały, że wielkości ciśnienia w komorze masażu oraz czas trwania masażu istotnie wpływają na proces wyciskania limfy.

EN

Pneumatic compression of tissue with lymph stasis is related to a commonly used therapeutic modality in limb lymphedema. The paper presents results of computer simulations of the hydro-mechanical processes in the lymphedematous tissue under stress of a single chamber of sleeve for pneumatic compression. The tissue with edema is described by equations of Biot's poroelasticity model and simulations are performed by finite element method implemented in Comsol Multiphysics environment. The limb is modeled in cylindrical shape, the presence of skin is neglected. Assuming a set of geometrical parameters of limb, material parameters of tissue and selected values and periods of applied load the distributions of pore pressure, liquid velocity and displacement of tissue are analyzed. The results show that the process of squeezing of lymph is strongly dependent on pressure in chamber and time of its action.

Słowa kluczowe

PL

masaż pneumatyczny; obrzęk limfatyczny; symulacja

EN

pneumatic massage; lymphedema; simulation

• Wydawca: Katedra Biomechatroniki, Wydział Inżynierii Biomedycznej Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Aktualne Problemy Biomechaniki
• Rocznik: 2013
• Tom: z. 7
• Strony: 81--86
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz.

Twórcy

autor

Kaczmarek M.

• Zakład Biomechaniki, Uniwersytet Kazimierza Wielkiego, Bydgoszcz

autor

Olszewski W.

• Instytut Medycyny Doświadczalnej i Klinicznej, PAN, Warszawa

autor

Nowak J.

• Zakład Biomechaniki, Uniwersytet Kazimierza Wielkiego, Bydgoszcz

autor

Zaleska M.

• Instytut Medycyny Doświadczalnej i Klinicznej, PAN, Warszawa

Bibliografia

• [1] Armstrong C.G., Lai W.M., Mow V.C.: An Analysis of the Unconfined Compression of Articular Cartilage. J. Biomech. Eng. , Vol. 106, 1984
• [2] Biot M.A.: General theory for three-dimensional consolidation. Journal of Applied Physics, 12, s. 155-164
• [3] Kaczmarek M., Subramaniam R. P., Neff S. R.: The hydromechanics of hydrocephalus: Steady - state solutions for cylindrical geometry, Bull. Math. Biol. 59, 295 - 323, 1997
• [4] Olszewski W.L., Jain P., Ambujam G., Zaleska M., Cakala M., Gradalski T.: Tissue fluid pressure and flow during pneumatic compression in lymphedema of lower limbs. U. S. Chinese Journal of Lymphology and Oncology. Vol. 9, No. 3, September 2010
• [5] Prokofiev D., Dunec J.: Multiphysics Model of Soil Phenomena Near a Well, Excerpt from the Proceedings of the COMSOL Multiphysics User's Conference, Boston 2005
• [6] Zheng Y. P., Mak A. F. T.: Extraction of effective Young's modulus of skin and subcutaneous tissue and roles in inflammation and cancer, Physiol Rev, 92, 1005 - 1060, 2012