Two-phase flow in a catheterized artery with atherosclerosis

• Autorzy: Ledesma J. M. , Riahi D. N. , Roy R.

Warianty tytułu

PL

Dwufazowy przepływ krwi w tętnicy ze zmianami miażdżycowymi po wykonanym zabiegu koronarografii

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

We consider the problem of blood flow in a catheterized artery and in the presence of atherosclerosis, which is chosen based on the available experimental data. The atherosclerosis is a condition where an artery wall thickens as a result of fatty materials such as cholesterol. The use of catheter is of immense importance as a standard tool for diagnosis and treatment in a patience whose artery is affected adversely by the presence of atherosclerosis within the artery. The blood flow in the arterial tube is represented by a two-phase model composing a suspension of erythrocytes (red cells) in plasma. The coupled differential equations for both fluid (plasma) and particles (red cells) are solved theoretically subjected to reasonable modeling and approximations. The important quantities such as plasma speed, velocity of red cells, blood pressure force, impedance (blood flow resistance) and the wall shear stress are computed for different values of the catheter size, axial location of atherosclerosis and the hematocrit due to the red cells-plasma combination of the blood flow system.

PL

W pracy omówiono problem przepływu krwi w tętnicy po zabiegu koronarografii w obecności zmian miażdżycowych, opierając się na osiągalnych danych z badań klinicznych. Miażdżycą nazywamy stan, w którym ściana tętnicy pogrubia się do wewnątrz wskutek odkładania się tłuszczy, głownie cholesterolu. W standardowej metodzie leczenia miażdżycy stosuje się zabieg koronarografii polegający na wprowadzeniu cewnika do upośledzonej tętnicy. W pracy opisano przepływ krwi w przekroju tętnicy za pomocą dwufazowego modelu odzwierciedlającego zawiesinę czerwonych ciałek krwi w osoczu. Sprzężone, różniczkowe równania przepływu płynu (osocza) i ruchu cząstek (czerwonych ciałek) rozwiązano analitycznie w stopniu akceptowalnie przybliżonym. Tak istotne wielkości, jak prędkość przepływu osocza, prędkość czerwonych ciałek, ciśnienie krwi, impedancja (opory przepływu) oraz naprężenia ścinające w ścianie tętnicy obliczono dla rożnych rozmiarów cewnika, osiowego rozkładu złogów miażdżycowych oraz hematokrytu wywołanego dwufazową kombinacją czerwone ciałka-osocze w badanym układzie krwionośnym.

Słowa kluczowe

EN

arterial flow; blood flow; impedance; atherosclerosis; pressure; shear stress

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 51 nr 2
• Strony: 409--418
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Ledesma J. M.

• University of Texas-Pan American, Department of Mathematics, Edinburg, Texas, USA

autor

Riahi D. N.

• University of Texas-Pan American, Department of Mathematics, Edinburg, Texas, USA

autor

Roy R.

• University of Texas-Pan American, Department of Mathematics, Edinburg, Texas, USA

Bibliografia

• 1. Back L.H., 1994, Estimated mean flow resistance during coronary artery catheterization, Journal of Biomechanics, 27, 169-175
• 2. Back L.H., Cho Y.I., Crawford D.W., Cuffel R.F., 1984, Effect of mild atherosclerosis on flow resistance in a coronary artery casting of man, Transactions of the ASME, 106, 48-53
• 3. Back L.H., Kwack E.Y., Back M.R., 1996, Flow rate-pressure drop relation to coronary angioplasty: Catheter obstruction effect, Journal of Biomedical Engineering, 118, 83-89
• 4. Batchelor G., 1970, An Introduction to Fluid Dynamics, Cambridge University Press, UK
• 5. Charm S.E., Kurland G.S., 1974, Blood Flow and Microcirculation, John Wiley, New York
• 6. Kanai H., Lizuka M., Sakamotos K., 1970, One of the problem in the measurement of blond pressure by catheterization: Wave reflection at the tip of catheter, Med. Biol. Engr., 28, 483-496
• 7. Mishra B.K., Panda T.C., 2005, Non-Newtonian model of blood flow through an arterial stenosis, Acta Ciencia Indica, 31, M(2), 341-348
• 8. Riahi D.N., Roy R., Cavazos S., 2011, On arterial blood flow in presence of an overlapping stenosis, Mathematical and Computer Modelling, 54, 2999-3006
• 9. Srivastava V.P., 1996, Two-phase model of blood flow through stenosed tubes in the presence of a peripheral layer: Applications, Journal of Biomechanics, 29, 1377-1382
• 10. Srivastava V.P., Rastogi R., 2010, Blood flow through a stenosed catheterized artery: Effects of hematocrit and stenosis shape, Computer and Mathematics with Applications, 59, 1377-1385
• 11. Srivastava V.P., Rastogi R., Mishra S., 2010, Non-Newtonian arterial blood flow through an overlapping stenosis, Applications and Applied Math.: An. Int. Journal, 5, 1, 225-238
• 12. Srivastava V.P., Srivastava R., 2009, Particulate suspension blood flow through a Barrow catheterized artery, Computer and Mathematics with Applications, 58, 227-238
• 13. Tam C.K.W., 1969, The drag on a cloud of spherical particles in low Reynolds number flows, Journal of Fluid Mechanics, 38, 537-546
• 14. Venkateswarlu K., Rao J.A., 2004, Numerical solution of unsteady blood flow through an indented tube with atherosclerosis, Indian Journal of Biochemistry and Biophysics, 41, 241-245
• 15. White F.M., 1991, Viscous Fluid Flow, Second Edition, McGraw-Hill, Inc., New York
• 16. Young D.F., Tsai F.Y., 1973, Flow characteristics in model of arterial stenosis-steady flow, Journal of Biomechanics, 6, 395-410