Компьютерное моделирование течения жидкости через биопротез клапана сердца. / Klyshnikov, K. Yu; Ovcharenko, E. A.; Batranin, A. V. et al.
In: Mathematical Biology and Bioinformatics, Vol. 13, No. 2, 2018, p. 338-347.Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
}
TY - JOUR
T1 - Компьютерное моделирование течения жидкости через биопротез клапана сердца
AU - Klyshnikov, K. Yu
AU - Ovcharenko, E. A.
AU - Batranin, A. V.
AU - Dolgov, D. A.
AU - Zakharov, Yu N.
AU - Ivanov, K. S.
AU - Kudryavtseva, Yu A.
AU - Shokin, Yu I.
AU - Barbarash, L. S.
PY - 2018
Y1 - 2018
N2 - Работа описывает особенности численного моделирования потоков жидкости переменной вязкости в задачах исследования протезов клапанов сердца. Компьютерное моделирование и его верификация выполнены на примере клинического медицинского изделия, применяемого в современной кардио-хирургической практике - биопротеза «ЮниЛайн» (Россия). Трехмерная пространственная модель объекта исследования была получена методом компьютерной микротомографии, с последующей реконструкцией сетки примитивов по двумерным срезам. В численном эксперименте использован метод погруженной границы, учитывающий взаимодействие твердого тела и жидкости, а также механику деформации элементов протеза - створчатого аппарата. Верификация расчетного алгоритма выполнена в установке пульсирующего потока в условиях имитации физиологических параметров гидродинамики, аналогичных используемым in silico. В целом, результаты моделирования согласуются с количественными и качественными данными гидродинамического эксперимента. Так, при численном моделировании был получен транспротезный градиент 3.0 ± 1.1 мм рт.ст., эффективная площадь отверстия 2.8 см2, объем регургитации - 0.1 мл/мин. В то время, как при натурном эксперименте аналогичные показатели составили: 6.5 ± 3.6 мм рт.ст.; 2.3 ± 0.6 см2; 3.1 ± 1.7 мл/мин, соответственно. Приведенный метод демонстрирует перспективность и потенциально может быть применен в задачах проектирования и исследовательских работах.
AB - Работа описывает особенности численного моделирования потоков жидкости переменной вязкости в задачах исследования протезов клапанов сердца. Компьютерное моделирование и его верификация выполнены на примере клинического медицинского изделия, применяемого в современной кардио-хирургической практике - биопротеза «ЮниЛайн» (Россия). Трехмерная пространственная модель объекта исследования была получена методом компьютерной микротомографии, с последующей реконструкцией сетки примитивов по двумерным срезам. В численном эксперименте использован метод погруженной границы, учитывающий взаимодействие твердого тела и жидкости, а также механику деформации элементов протеза - створчатого аппарата. Верификация расчетного алгоритма выполнена в установке пульсирующего потока в условиях имитации физиологических параметров гидродинамики, аналогичных используемым in silico. В целом, результаты моделирования согласуются с количественными и качественными данными гидродинамического эксперимента. Так, при численном моделировании был получен транспротезный градиент 3.0 ± 1.1 мм рт.ст., эффективная площадь отверстия 2.8 см2, объем регургитации - 0.1 мл/мин. В то время, как при натурном эксперименте аналогичные показатели составили: 6.5 ± 3.6 мм рт.ст.; 2.3 ± 0.6 см2; 3.1 ± 1.7 мл/мин, соответственно. Приведенный метод демонстрирует перспективность и потенциально может быть применен в задачах проектирования и исследовательских работах.
KW - Computer microtomography
KW - Computer simulation
KW - Hydrodynamics
KW - Prosthetics
KW - Гидродинамика
KW - Компьютерная микротомография
KW - Компьютерное моделирование
KW - Протезирование
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85059263659&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.17537/2018.13.337
DO - 10.17537/2018.13.337
M3 - статья
AN - SCOPUS:85059263659
VL - 13
SP - 338
EP - 347
JO - Mathematical Biology and Bioinformatics
JF - Mathematical Biology and Bioinformatics
SN - 1994-6538
IS - 2
ER -
ID: 25314371