Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ex vivo and in silico study of human Common Carotid Arteries pressure response in physiological and inverted state

Piechna A., Cieślicki K., Lombarski L., Ciszek B.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2015

|

Vol. 20, no. 1

209--214

EN

Arterial walls are a multilayer structures with nonlinear material characteristics. Furthermore, residua stresses exist in unloaded state (zero-pressure condition) and they affect arterial behavior. To investigate these phenomena a number of theoretical and numerical studies were performed, however no experimental validation was proposed and realized yet. We cannot get rid of residual stresses without damaging the arterial segment. In this paper we propose a novel experiment to validate a numerical model of artery with residual stresses. The inspiration for our study originates from experiments made by Dobrin on dogs’ arteries (1999). We applied the idea of turning the artery inside out. After such an operation the sequence of layer is reversed and the residual stresses are re-ordered. We performed several pressure-inflation tests on human Common Carotid Arteries (CCA) in normal and inverted configurations. The nonlinear responses of arterial behavior were obtained and compared to the numerical model. Computer simulations were carried out using the commercial software which applied the finite element method (FEM). Then, these results were discussed.

2

Modelling of examinations of artery wall thickness changes

Powałowski T., Wójcik J., Trawiński Z.

Archives of Acoustics

|

2007

|

Vol. 32, No. 4

851--857

EN

The developed solver of acoustic field was used for simulation of the artery wall thickness examination. It is capable of describing spatial and time-dependent distribution of an ultrasonic beam, that is emitted by a piezoelectric ring transducer and then backscattered on cylindrical surfaces of the walls in artery models. The electrical signal received corresponds closely with the actual RF signal that is obtained during measurements at the output of the ultrasonic VED apparatus. The theoretical model of the artery for creating the ultrasonic reflected echoes was used. The internal radius of the artery model was equal 3 mm for the diastolic pressure and 3.3 mm for the systolic pressure. The intima-media thickness (IMT) of the artery wall was changed from 0.48 mm to 0.44 mm respectively. The echoes-tracking solver based on the zero-crossing and correlation methods was used for detecting changes of the IMT.

3

Non-invasive ultrasonic examination of the local pulse wave velocity in the common carotid artery

Powałowski T., Trawiński Z.

Archives of Acoustics

|

2004

|

Vol. 29, no. 4

597-606

EN

Local pulse wave velocity (PWV) is one of important indicators of artery wall's elastic properties. This paper describes a non-invasive method of examinations of local PWV on the basis of ultrasonic blood flow velocity measurements at two points, several centimetres along the common carotid artery (CCA). This velocity was compared with values of PWV calculated on the basis of measurement of distensibility coefficient DC. The examinations were carried out on the group of 12 healthy volunteers ranging in age from 22 to 68 years (mean 39š16 years). Mean value of local PWV for the examined group was 5.1š1.09 m/s. This velocity was linearly correlated (r = 0.9807) with the PWV examined on the basis of distensibility coefficient DC, the mean value of which was 6.14š1.29 m/s.

4

Analysis or vascular input impedance in the common carotid artery measured by means or ultrasound

Powałowski T.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2001

|

Vol. 21, no. 3

101-115

EN

The paper presents the results of analysis of vascular input impedance noninvasively determined in the common carotid artery in healthy persons and persons with atherosclerosis in the internal carotid artery. The vascular input impedance was evaluated by simultaneous measurements of blood flow velocity and blood pressure employing the Doppler ultrasound and echo tracking methods. The examinations were performed using the ultrasonic equipment VED which was designed at the Ultrasonic Department of the Institute of Fundamental Technology Research, Polish Academy of Science in Warsaw. The results of measuring vascular input impedance were compared with the extent of stenosis in the internal carotid artery, evaluated through a joint ultrasonography and Doppler examination, and the volumetric velocity and values of the resistance RI and pulsatility PI indexes evaluated by measuring linear blood flow velocity. Analysis of the vascular input impedance was based on a four-element substitution lumped parameters model of the vascular system. The particular elements represented inertance L, vessel compliance C, vessel resistance Ro in the main arteries and peripheral resistance Rp in small vessels. The values of these elements were determined by computer simulation of vascular input impedance using the input impedance of the model. Analysis of the vascular input impedance showed that for internal carotid artery stenosis exceeding 30% the value of resistance Ro was significantly greater than in healthy persons. For internal carotid artery stenosis of 30% to 74% the value of Ro/ Rp ratio increased while the average blood flow remained the same (as a result of autoregulation in cerebral circulation system). For this range of stenosis, the PI and RI index values showed no significant difference from the healthy control group. In the range of autoregulation in cerebral circulation system the results point to the non-invasive measurements of the vascular input impedance in the common carotid artery as being a much more sensitive indication of the occurrence of atherosclerotic stenosis in the internal carotid artery than the resistance RI and pulsatility PI indexes that have so far been applied.

PL

W pracy przedstawiono wyniki analizy wejściowej impedancji naczyniowej wyznaczanej nieinwazyjnie w tętnicy szyjnej wspólnej u osób zdrowych i osób ze zmianami miażdżycowymi w tętnicy szyjnej wewnętrznej. Wejściowa impedancja naczyniowa wyznaczana była na podstawie równoczesnych pomiarów prędkości przepływu krwi i ciśnienia krwi przy zastosowaniu ultradźwiękowej metody dopplerowskiej i metody śledzenia echa. Badania przeprowadzono za pomocą aparatu ultradźwiękowego VED opracowanego w Zakładzie Ultradźwięków Instytutu Podstawowych Problemów Techniki, Polskiej Akademii Nauk w Warszawie. Wyniki badań wejściowej impedancji naczyniowej odnoszono do stopnia zwężenia tętnicy szyjnej wewnętrznej określonego na podstawie połączonego badania ultrasonograficznego i dopplerowskiego oraz do prędkości objętościowej krwi i wartości indeksów oporowego RI i pulsacji PI wyznaczonych na podstawie pomiaru prędkości liniowej przepływu krwi. Analiza wejściowej impedancji naczyniowej przeprowadzona była na podstawie czteroelementowego modelu zastępczego układu naczyniowego o stałych skupionych. Elementy modelu reprezentowały inertancję L, podatność układu naczyniowego C, opór naczyniowy w głównych naczyniach tętniczych Ro i opór peryferyjny Rp w małych naczyniach krwionośnych. Elementy te wyznaczane były na drodze symulacji komputerowej wejściowej impedancji naczyniowej za pomocą impedancji wejściowej modelu. Analiza wejściowej impedancji wykazała, że dla przedziału zwężeń tętnicy szyjnej wewnętrznej powyżej 30%, wartość oporu Ro była znacząco większa, w porównaniu z tą wartością u osób zdrowych. Dla przedziału zwężeń od 30% do 74% wartość stosunku Ro/Rp rosła podczas gdy średni przepływ krwi nie ulegał zmianie, co spowodowane było działaniem systemu autoregulacji w krążeniu mózgowym. Dla tego przedziału zwężeń nie zaobserwowano również znamiennej różnicy w wartościach indeksów PI i RI w stosunku do grupy kontrolnej osób zdrowych. Uzyskane wyniki badań wskazują, że dla zakresu działania systemu autoregulacji w krążeniu mózgowym wejściowa impedancja naczyniowa wyznaczana nieinwazyjnie w tętnicy szyjnej wspólnej jest znacznie czulszym wskaźnikiem występowania zwężeń tętnicy szyjnej wewnętrznej na tle miażdżycowym niż stosowane do tej pory indeksy: oporowy RI i pulsacji PI.

5

Analysis of blood pressure wave in the human common carotid artery on the basis of non-invasive ultrasonic examinations

Powałowski T.

Archives of Acoustics

|

2000

|

Vol. 25, no. 2

191-204

EN

The aim of the study was the examination of the forward and reflected blood pressure waves in the common carotid artery on the basis of non-invasive ultrasonic examinations. The study concerned the effect of stenosis of the internal carotid artery caused by atherosclerosis on the mean reflection coefficient modulus and the time delay between the reflected blood pressure wave and the forward blood pressure wave. The investigations were carried out on a group of healthy persons (30 cases) and on a group of sick persons (17 cases) with stenosis or occlusion of the internal carotid artery.