Proudění krve v anomální bifurkaci karotidy má souvislost se vznikem onemocnění
vedoucích k cerebrovaskulární nedostatečnosti. Na zvýšení rizika těchto onemocnění má vliv i změna hemodynamických parametrů, jako je například viskozita. Viskozita je veličina, která charakterizuje vnitřní tření kapaliny. Jedním z faktorů ovlivňující viskozitu krve je teplota, která ovlivní rychlost pohybu molekul a tím i charakter proudění v karotidě. Hlavním cílem diplomové práce bylo zjistit, jak velký vliv má změna teploty na viskozitu fantomové krve a charakter proudění v modelech karotické bifurkace s dvěma typy aneurysmatu. Bylo provedeno několik měření pomocí měřicí metody Particle Image Velocimetry. Experimentální výsledky jednoznačně prokázaly dopad teploty na hemodynamiku fantomové krve.
Anotace v angličtině
Blood flow in the anomalous carotid bifurcation is related to the development of the disease which leads to cerebrovascular insufficiency. A change in hemodynamic parameters, such as viscosity, also influences increasing the risk of these diseases. Viscosity is a quantity that characterizes the internal friction of a liquid. One of the factors that influences the viscosity of blood is temperature, which affects the speed of molecular movement and thereby the character of the flow in the carotid artery. The main goal of the diploma thesis was to find out how much influence has the change of the temperature on the viscosity of the phantom blood and the character of the flow in carotid bifurcation models with two types of aneurysms. Several measurements were
using the Particle Image Velocimetry measurement method. The experimental results clearly demonstrated the impact of the temperature on the hemodynamics of the phantom blood.
Proudění krve v anomální bifurkaci karotidy má souvislost se vznikem onemocnění
vedoucích k cerebrovaskulární nedostatečnosti. Na zvýšení rizika těchto onemocnění má vliv i změna hemodynamických parametrů, jako je například viskozita. Viskozita je veličina, která charakterizuje vnitřní tření kapaliny. Jedním z faktorů ovlivňující viskozitu krve je teplota, která ovlivní rychlost pohybu molekul a tím i charakter proudění v karotidě. Hlavním cílem diplomové práce bylo zjistit, jak velký vliv má změna teploty na viskozitu fantomové krve a charakter proudění v modelech karotické bifurkace s dvěma typy aneurysmatu. Bylo provedeno několik měření pomocí měřicí metody Particle Image Velocimetry. Experimentální výsledky jednoznačně prokázaly dopad teploty na hemodynamiku fantomové krve.
Anotace v angličtině
Blood flow in the anomalous carotid bifurcation is related to the development of the disease which leads to cerebrovascular insufficiency. A change in hemodynamic parameters, such as viscosity, also influences increasing the risk of these diseases. Viscosity is a quantity that characterizes the internal friction of a liquid. One of the factors that influences the viscosity of blood is temperature, which affects the speed of molecular movement and thereby the character of the flow in the carotid artery. The main goal of the diploma thesis was to find out how much influence has the change of the temperature on the viscosity of the phantom blood and the character of the flow in carotid bifurcation models with two types of aneurysms. Several measurements were
using the Particle Image Velocimetry measurement method. The experimental results clearly demonstrated the impact of the temperature on the hemodynamics of the phantom blood.
1) Rešerše vlivu teploty na chování nenewtonské kapaliny, vyhodnocení smykového napětí, stratifikace proudění kapaliny a zavíření ve výduti. 2) Návrh karotidy s dvěma typy aneurysmatu podle fyziologického uložení, vytvoření modelu a silikonového odlitku. 3) Měření viskozity pracovní kapaliny fantomová krev při různých teplotách. 4) Sestavení experimentální trati s měřícími a synchronizačními prvky s využitím pulzatilního zdroje proudění. 5) Vyhodnocení výsledků statistickou analýzou a jednou z dekompozičních metod, interpretace výsledků, porovnání výsledků s fyziologickou karotidou.
Teoretická východiska (včetně výstupu z kvalifikační práce):
Proudění krve v anomální bifurkaci karotidy má souvislost se vznikem onemocnění, vedoucí k cerebrovaskulární nedostatečnosti. Na zvýšení rizika onemocnění má vliv i změna hemodynamických parametrů, jako je například viskozita. Charakterizuje vnitřní tření kapaliny. Jedním z faktorů, ovlivňující viskozitu krve jako nenewtonské kapaliny je teplota, která ovlivní rychlost pohybu molekul a tím i charakter proudění v karotidě.
Výzkumné předpoklady / výzkumné otázky:
1) Předpokládáme změnu proudění fantomové krve a charakteru proudění v karotické bifurkaci při změně teploty. 2) Výpočet lokálního smykového napětí na základě naměřených rychlostních profilů a vyvození interakce pružné stěny cévy na pulzatilní proudění. 3) Jakým způsobem se změní charakter proudění ve vyhodnocované oblasti? 4) Jaký je vliv změny proudění na smykové napětí v blízkosti stěny? 5) Ovlivní změněná fyziologie bifurkace interakce kapaliny se stěnou?
Metoda:
Experiment kvantitativní posouzení.
Technika práce, vyhodnocení dat:
Experimentální měření. Data budou zpracována v DantecStudio, Matlab a dále pomocí grafů a tabulek v programu Microsoft Office Excel 2007.
1) Rešerše vlivu teploty na chování nenewtonské kapaliny, vyhodnocení smykového napětí, stratifikace proudění kapaliny a zavíření ve výduti. 2) Návrh karotidy s dvěma typy aneurysmatu podle fyziologického uložení, vytvoření modelu a silikonového odlitku. 3) Měření viskozity pracovní kapaliny fantomová krev při různých teplotách. 4) Sestavení experimentální trati s měřícími a synchronizačními prvky s využitím pulzatilního zdroje proudění. 5) Vyhodnocení výsledků statistickou analýzou a jednou z dekompozičních metod, interpretace výsledků, porovnání výsledků s fyziologickou karotidou.
Teoretická východiska (včetně výstupu z kvalifikační práce):
Proudění krve v anomální bifurkaci karotidy má souvislost se vznikem onemocnění, vedoucí k cerebrovaskulární nedostatečnosti. Na zvýšení rizika onemocnění má vliv i změna hemodynamických parametrů, jako je například viskozita. Charakterizuje vnitřní tření kapaliny. Jedním z faktorů, ovlivňující viskozitu krve jako nenewtonské kapaliny je teplota, která ovlivní rychlost pohybu molekul a tím i charakter proudění v karotidě.
Výzkumné předpoklady / výzkumné otázky:
1) Předpokládáme změnu proudění fantomové krve a charakteru proudění v karotické bifurkaci při změně teploty. 2) Výpočet lokálního smykového napětí na základě naměřených rychlostních profilů a vyvození interakce pružné stěny cévy na pulzatilní proudění. 3) Jakým způsobem se změní charakter proudění ve vyhodnocované oblasti? 4) Jaký je vliv změny proudění na smykové napětí v blízkosti stěny? 5) Ovlivní změněná fyziologie bifurkace interakce kapaliny se stěnou?
Metoda:
Experiment kvantitativní posouzení.
Technika práce, vyhodnocení dat:
Experimentální měření. Data budou zpracována v DantecStudio, Matlab a dále pomocí grafů a tabulek v programu Microsoft Office Excel 2007.
KITTNAR, Otomar, et al. 2020. Lékařská fyziologie. 2., přepracované a doplněné vydání. Praha: Grada Publishing. ISBN 978-80-247-1963-4.
KLEINSTREUER, Clement. 2018. Modern fluid dynamics. Second edition. Boca Raton: CRC Press. ISBN 978-1-138-19810-4.
LI, Hui et al. 2018. An experimental study and finite element modeling of head and neck cooling for brain hypothermia. Journal of Thermal Biology. 2018, 71, 99-111. DOI 10.1016/j.jtherbio.2017.10.022.
MITRA, Ronodeep et al. 2017. Glycocalyx in Atherosclerosis-Relevant Endothelium Function and as a Therapeutic Target. Current Atherosclerosis Reports. 19(12). DOI 10.1007/s11883-017-0691-9.
NAVRÁTIL, Leoš a Jozef ROSINA. 2019. Medicínská biofyzika. 2., zcela přepracované a doplněné vydání. Praha: Grada Publishing. ISBN 978-80-271-0209-9.
OGLAT, Ammar A. et al. 2018. Acoustical and Physical Characteristic of a New Blood Mimicking Fluid Phantom. Journal of Physics: Conference Series. 1083. DOI 10.1088/1742-6596/1083/1/012010.
PIRK, Jan et al. 2019. Kardiochirurgie. Praha: Maxdorf. ISBN 978-80-7345-568-2.
RAFFEL, Markus et al. 2018. Particle Image Velocimetry. Cham: Springer International Publishing. DOI 10.1007/978-3-319-68852-7.
STOUFFER, George A., ed. 2017. Cardiovascular hemodynamics for the clinician. 2nd ed. Hoboken: John Wiley & Sons. ISBN 978-1-119-06647-7.
WESTERHOF, Nicolaas et al. 2019. Snapshots of hemodynamics. Cham: Springer. DOI 10.1007/978-3-319-91932-4.
ZHANG, Xuelan et al. 2020. Numerical investigations of temperature and hemodynamics in carotid arteries with and without atherosclerotic plaque during open surgery. Journal of Thermal Biology. 91. DOI 10.1016/j.jtherbio.2020.102622.
Seznam doporučené literatury
KITTNAR, Otomar, et al. 2020. Lékařská fyziologie. 2., přepracované a doplněné vydání. Praha: Grada Publishing. ISBN 978-80-247-1963-4.
KLEINSTREUER, Clement. 2018. Modern fluid dynamics. Second edition. Boca Raton: CRC Press. ISBN 978-1-138-19810-4.
LI, Hui et al. 2018. An experimental study and finite element modeling of head and neck cooling for brain hypothermia. Journal of Thermal Biology. 2018, 71, 99-111. DOI 10.1016/j.jtherbio.2017.10.022.
MITRA, Ronodeep et al. 2017. Glycocalyx in Atherosclerosis-Relevant Endothelium Function and as a Therapeutic Target. Current Atherosclerosis Reports. 19(12). DOI 10.1007/s11883-017-0691-9.
NAVRÁTIL, Leoš a Jozef ROSINA. 2019. Medicínská biofyzika. 2., zcela přepracované a doplněné vydání. Praha: Grada Publishing. ISBN 978-80-271-0209-9.
OGLAT, Ammar A. et al. 2018. Acoustical and Physical Characteristic of a New Blood Mimicking Fluid Phantom. Journal of Physics: Conference Series. 1083. DOI 10.1088/1742-6596/1083/1/012010.
PIRK, Jan et al. 2019. Kardiochirurgie. Praha: Maxdorf. ISBN 978-80-7345-568-2.
RAFFEL, Markus et al. 2018. Particle Image Velocimetry. Cham: Springer International Publishing. DOI 10.1007/978-3-319-68852-7.
STOUFFER, George A., ed. 2017. Cardiovascular hemodynamics for the clinician. 2nd ed. Hoboken: John Wiley & Sons. ISBN 978-1-119-06647-7.
WESTERHOF, Nicolaas et al. 2019. Snapshots of hemodynamics. Cham: Springer. DOI 10.1007/978-3-319-91932-4.
ZHANG, Xuelan et al. 2020. Numerical investigations of temperature and hemodynamics in carotid arteries with and without atherosclerotic plaque during open surgery. Journal of Thermal Biology. 91. DOI 10.1016/j.jtherbio.2020.102622.
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
ilustrace, grafy
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Průběh obhajoby je zveřejněn pouze přihlášenému uživateli.