PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Analiza hydraulicznych i elektrycznych modeli krążenia mózgowego krwi i płynu mózgowo-rdzeniowego

Identyfikatory
Warianty tytułu
EN
Analysis of hydraulic and electrical models of blood and cerebrospinal fluid flow circulation
Języki publikacji
PL
Abstrakty
PL
Praca zawiera literaturowy przegląd modeli krążenia mózgowego krwi i płynu mózgowo-rdzeniowego. Przedstawiono schematy elektryczne i hydrauliczne modeli Marmarou (1978), Hoffmanna (1983), Sorka (1986), Ursino (1988-98) i Czosnyki (1996). Opisano wyniki badań symulacyjnych dokonanych przez autorów modeli. Uznano, że na szczególną uwagę zasługują modele Czosnyki i Ursino. Stwierdzono rozbieżności w wynikach symulacji komputerowych dotyczących analizy zaleźności między amplitudą, a wartością średnią ciśnienia wewnątrzczaszkowego przeprowadzonych przez obu autorów.
EN
The paper presents basic rules governing the fluids flow in the cranio-cerebral space, normal values of volume and fluids flow and basic analogues of hydraulic and electrical quantities enabling modelling of the fluid hydrodynamics by means of electrical circuits. The work contains bibliographical overview of models of blood and cerebrospinal fluid circulation in brain in the chronological arrangement. Ryder (1953) was named here as the author of first works on that subject, as well as Szewczykowski (1977) the Polish author of a fast method of the intracranial system elastance evaluation. Marmarou (1978) has elaborated a simple electrical model of cerebrospinal fluid circulation involving producing, collecting and absorbing of that fluid. The model does not take into account the blood flow and phenomena related to it. The model of Hoffmann (1983-87) considers blood motion in vessels and variation in their resistance (cross-section change) related to changes in perfusion pressure variation in the autoregulation system of blood circulation. Sorek (1986) has developed his own model while starting from the anatomical structure of the intracranial spacve. The model consists of 7 fluid volumes separated with resistance and susceptibility. Simulation studies have been conducted for determined values of particular parameters. Ursino focused his research on developing electrical models of the cerebral hydrodynamics (1988-97). He conducted simulation studies of intracranial pressure pulsation and its influence at arterial and venous blood pressure, as well as resistance change of blood vessels. The dependence of the constant component amplitude of the artery-related wave of intracranial pressure on average value of that pressure is contradictory with study results of other authors for greater values. Various modifications of the model allowed simulation of cerebral circulation autoregulation and explanation of a phenomenon of plateau waves creation in intracranial pressure. An essential success of Ursino is a development of general model of regulation mechanisms appearing in the intracranial space. The model of Czosnyka (1993-96) correctly reproduces the drop in amplitude of artery-related wave of intracranial pressure observed in clinical studies for big average values of that pressure, which is an indication of exhausting the autoregulation reserves. The presented overview of hydraulic and electrical models of cerebral blood and cerebro-spinal fluidcirculation testifies for lack of a general model of cerebral autoregulation, as well as of essential differences and inconsistence with clinical studies of some of the models. Explanation of origins for those discrepancies and consideration in the new model the influence of CO2 pressure at the reacticity of blood vessels should contribute to developing new model, which could explain the intracranial hydrodynamics in a better way.
Słowa kluczowe
Rocznik
Strony
41--61
Opis fizyczny
Bibliogr. 15 poz.
Twórcy
  • Zakład Wydziałowy Miernictwa i Systemów Pomiarowych, Wydział Elektroniki, Politechniki Wrocławskiej
autor
  • Zakład Wydziałowy Miernictwa i Systemów Pomiarowych, Wydział Elektroniki, Politechniki Wrocławskiej
autor
  • Oddział Neurochirurgii, Szpital Wojewódzki w Zielonej Górze
Bibliografia
  • 1. Śliwka S., Kliniczny system badania wybranych własności dynamicznych układu wewnątrzczaszkowego, praca doktorska, CMDiK PAN, Warszawa, 1980.
  • 2. Bochenek A., Reicher M., Anatomia człowieka, Tom III, IV, Wyd. Lekarskie PZWL, Warszawa 1993.
  • 3. Czosnyka M., Paluszek K., Wołłk-Łaniewski P., Batorski L., Zaworski W., Model elektryczny krążenia płynów w przestrzeni wewnątrzczaszkowej, XII KKTOiUE, Politechnika Rzeszowska, ss. 385-390, 1989.
  • 4. Ryder H. W., The mechanism of the change in cerebrospinal fluid pressure following an induced change in the volume of the fluid space, Journal of Laboratory and Clinical Medicine, nr 41, ss. 428-435, 1953.
  • 5. Szewczykowski J., Śliwka S., Kunicki A., Dytko P., A fast method of estimating the elastance of the intracranial system, Journal of Neurosurgery, nr 47, ss. 19-26, 1977.
  • 6. Marmarou A., Shulman K., Rosende R., A nonlinear analysis of the cerebrospinal fluid system and intracranial pressure dynamics, Journal of Neurosurgery, nr 48, ss. 332-344, 1978.
  • 7. Czosnyka M., Analiza dynamicznych procesów wewnątrzczaszkowej kompensacji objętościowej, praca habilitacyjna, Politechnika Warszawska, Wydział Elektroniki, 1996.
  • 8. Hoffmann O., CSF Dynamics: Integration of pulsatory components and autoregulation into mathematical model, Intracranial Pressure V, ss. 169-173, 1983.
  • 9. Hoffmann O., Biomathematics of intracranial CSF and haemodynamics. Simulation aiul analysis with the aid of a mathematical model, Acta Neurochirurgica, nr 40, ss. 117-130, 1987.
  • 10. Sorek S., Bear J., A quasi-steady state compartmental model of intracranial fluid dynamics, Scientific Report 2, Technion-lsrael Institute of Technology, Haifa, 1986.
  • 11. Ursino M., A mathematical study of human intracranial hydrodynamics. Part J - The cerebrospinal fluid pulse pressure, Annals of Biomedical Engineering, nr 16, ss. 379-401, 1988.
  • 12. Ursino M., A mathematical study of human intracranial hydrodynamics. Part 11 - Simulation of clinical tests, Annals of Biomedical Engineering, nr 16, ss. 403-416, 1988.
  • 13. Ursino M., Di Giammarco P., A mathematical model of the relationship between cerebral blood volume and intracranial pressure changes: the generation of plateau waves, Annals of Biomedical Engineering, nr 19, ss. 15-42, 1991.
  • 14. Ursino M., Lodi C. A., A simple mathematical model of the interaction between intracranial pressure and cerebral hemodynamics, Journal of Applied Physiology, nr 82(4), ss. 1256-1269, 1997.
  • 15. Czosnyka M., Piechnik S., Koszewski W., Wołłk-Łaniewski P., Maksymowicz W., Paluszek K., Śmielewski P., Zabołotny W., Zaworski W., The dynamics of cerebral blood flow, perfusion pressure and CSF circulation - a modelling study, Intracranial Pressure VIII, ss. 699-706, 1993.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-BSW9-0001-0093
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.