Proudění krve v anomální bifurkaci karotidy má souvislost se vznikem cévních mozkových příhod. Změněný charakter proudění, zejména výskyt vírových struktur, ukázal vysokou korelaci s tvorbou trombu a s vývojem aterosklerotických změn. Změnou charakteru proudění dojde také ke změně smykového napětí v blízkosti stěny cévy, což má nepřímou souvislost s trombotickou aktivitou. Cílem této práce je provést srovnávací modelové měření proudění uvnitř karotidové bifurkace a vyhodnotit vliv geometrie - stenózy, aneurysma na změnu interakce kapaliny se stěnou, tj. na lokální hemodynamiku. Při studiu je využita metodika Global Imaging pro vizualizaci a měření proudění fantomové krve. Vyhodnocením naměřených dat a jejich následnou analýzou je potvrzen dopad na vznik a rozvoj patologických změn.
Anotace v angličtině
The blood flow in anomalous carotid bifurcation is associated with stroke. Changed character of the flow, especially the occurrence of vortex structures, has showed a high correlation with thrombus formation and the development of atherosclerotic changes. The shear stress near the vessel wall is changing by the nature of the flow and is indirectly related to thrombotic activity. The purpose of this work is to perform comparative model measurements of the flow inside the internal carotid bifurcation and to evaluate the influence of the geometry - stenosis, aneurysm on changes in the interaction of the fluid with the wall surface, i.e. on the local hemodynamics. The study uses the Global Imaging methodology for visualization and measurement of the phantom blood flow. The evaluation of the measured dataset and their subsequent analysis confirms the impact on the origin and development of pathological changes.
Klíčová slova
hemodynamika, Global Imaging metoda, Particle Image Velocimetry, karotická bifurkace, smykové napětí, stenóza, aneurysma, fantom krve, pulzatilní tok
Proudění krve v anomální bifurkaci karotidy má souvislost se vznikem cévních mozkových příhod. Změněný charakter proudění, zejména výskyt vírových struktur, ukázal vysokou korelaci s tvorbou trombu a s vývojem aterosklerotických změn. Změnou charakteru proudění dojde také ke změně smykového napětí v blízkosti stěny cévy, což má nepřímou souvislost s trombotickou aktivitou. Cílem této práce je provést srovnávací modelové měření proudění uvnitř karotidové bifurkace a vyhodnotit vliv geometrie - stenózy, aneurysma na změnu interakce kapaliny se stěnou, tj. na lokální hemodynamiku. Při studiu je využita metodika Global Imaging pro vizualizaci a měření proudění fantomové krve. Vyhodnocením naměřených dat a jejich následnou analýzou je potvrzen dopad na vznik a rozvoj patologických změn.
Anotace v angličtině
The blood flow in anomalous carotid bifurcation is associated with stroke. Changed character of the flow, especially the occurrence of vortex structures, has showed a high correlation with thrombus formation and the development of atherosclerotic changes. The shear stress near the vessel wall is changing by the nature of the flow and is indirectly related to thrombotic activity. The purpose of this work is to perform comparative model measurements of the flow inside the internal carotid bifurcation and to evaluate the influence of the geometry - stenosis, aneurysm on changes in the interaction of the fluid with the wall surface, i.e. on the local hemodynamics. The study uses the Global Imaging methodology for visualization and measurement of the phantom blood flow. The evaluation of the measured dataset and their subsequent analysis confirms the impact on the origin and development of pathological changes.
Klíčová slova
hemodynamika, Global Imaging metoda, Particle Image Velocimetry, karotická bifurkace, smykové napětí, stenóza, aneurysma, fantom krve, pulzatilní tok
1. Rešerše anomálií a vliv na hemodynamiku v karotidové bifurkaci.
2. Rešerše měřicích metod využívaných v klinické a experimentální praxi. Porovnání a posouzení výhod.
3. Návrh dvou anomálií, vytvoření modelu a silikonového odlitku.
4. Sestavení experimentální trati s měřicími a synchronizačními prvky s využitím pulzatilního zdroje proudění.
5. Vyhodnocení výsledků statistickou analýzou a jednou z dekompozičních metod, interpretace výsledků.
6. Deskripce a explanace výsledků experimentálních měření.
7. Utřídění a kritické shrnutí poznatků použitých měřicích metod, návrh optimalizací dalšího výzkumu.
Teoretická východiska (včetně výstupu z kvalifikační práce):
Tromboembolismus představuje asi 50 % všech ischemických cévních mozkových příhod a přechodných ischemických záchvatů (TIA). Kromě primárního ovlivňování krevními agonisty může být trombóza také regulována hemodynamickými faktory vyvolanými lokální změnou charakteru proudění, např. v případě stenotického plaku (ateroskleróza). Změněný charakter proudění, zejména výskyt vírových struktur, ukázal vysokou korelaci s tvorbou trombu. Změnou charakteru proudění dojde také ke změně smykového napětí v blízkosti stěny cévy.
Výstupem kvalifikační práce bude článek připravený k publikaci v recenzovaném časopise.
Výzkumné předpoklady / výzkumné otázky:
Předpokládáme změnu proudění krve a výskyt vírových struktur v anomální bifurkaci karotidy.
Na základě naměřených rychlostních profilů výpočet lokálního smykového napětí a vyvození interakce pružné stěny cévy na pulzatilní proudění.
Jakým způsobem se změní charakter proudění v interní větvi karotidové bifurkce postižené anomálií?
Jaký je vliv změny proudění na smykové napětí v blízkosti stěny?
Ovlivní změněná fyziologie bifurkace interakce kapaliny se stěnou?
Metoda:
Experiment.
Technika práce, vyhodnocení dat:
Experimentální měření. Data budou zpracována sw DantecStudio, Matlab a dále pomocí grafů a tabulek v programu Microsoft Office Excel 2007.
1. Rešerše anomálií a vliv na hemodynamiku v karotidové bifurkaci.
2. Rešerše měřicích metod využívaných v klinické a experimentální praxi. Porovnání a posouzení výhod.
3. Návrh dvou anomálií, vytvoření modelu a silikonového odlitku.
4. Sestavení experimentální trati s měřicími a synchronizačními prvky s využitím pulzatilního zdroje proudění.
5. Vyhodnocení výsledků statistickou analýzou a jednou z dekompozičních metod, interpretace výsledků.
6. Deskripce a explanace výsledků experimentálních měření.
7. Utřídění a kritické shrnutí poznatků použitých měřicích metod, návrh optimalizací dalšího výzkumu.
Teoretická východiska (včetně výstupu z kvalifikační práce):
Tromboembolismus představuje asi 50 % všech ischemických cévních mozkových příhod a přechodných ischemických záchvatů (TIA). Kromě primárního ovlivňování krevními agonisty může být trombóza také regulována hemodynamickými faktory vyvolanými lokální změnou charakteru proudění, např. v případě stenotického plaku (ateroskleróza). Změněný charakter proudění, zejména výskyt vírových struktur, ukázal vysokou korelaci s tvorbou trombu. Změnou charakteru proudění dojde také ke změně smykového napětí v blízkosti stěny cévy.
Výstupem kvalifikační práce bude článek připravený k publikaci v recenzovaném časopise.
Výzkumné předpoklady / výzkumné otázky:
Předpokládáme změnu proudění krve a výskyt vírových struktur v anomální bifurkaci karotidy.
Na základě naměřených rychlostních profilů výpočet lokálního smykového napětí a vyvození interakce pružné stěny cévy na pulzatilní proudění.
Jakým způsobem se změní charakter proudění v interní větvi karotidové bifurkce postižené anomálií?
Jaký je vliv změny proudění na smykové napětí v blízkosti stěny?
Ovlivní změněná fyziologie bifurkace interakce kapaliny se stěnou?
Metoda:
Experiment.
Technika práce, vyhodnocení dat:
Experimentální měření. Data budou zpracována sw DantecStudio, Matlab a dále pomocí grafů a tabulek v programu Microsoft Office Excel 2007.
ABURAHMA, Ali F., ed. 2017. Noninvasive Vascular Diagnosis. Cham: Springer International Publishing. DOI 10.1007/978-3-319-54760-2.
BENEŠ, J., J. KYMPLOVÁ a F. VÍTEK. 2015. Základy fyziky pro lékařské a zdravotnické obory: pro studium i praxi. Praha: Grada. ISBN 978-80-247-4712-5.
ČIHÁK, Radomír. 2016. Anatomie 3. 3. vyd. Praha: Grada. ISBN 978-80-247-9552-2.
FERDA, Jiří, et al. 2015. Základy zobrazovacích metod. Galén. ISBN 978-80-7492-173-5.
KEFAYATI, S., D. W. HOLDSWORTH a T. L. POEPPING. 2014. Turbulence intensity measurements using particle image velocimetry in diseased carotid artery models: Effect of stenosis severity, plaque eccentricity, and ulceration. Journal of Biomechanics. 47(1), 253-263. DOI 10.1016/j.jbiomech.2013.09.007
NAVRÁTIL, Leoš. 2015. Nové pohledy na neinvazivní laser. Praha: Grada Publishing. ISBN 978-80-247-1651-0.
RAFFEL, Markus et al. 2018. Particle Image Velocimetry. Cham: Springer International Publishing. DOI 10.1007/978-3-319-68852-7.
ROKYTA, Richard. 2015. Fyziologie a patologická fyziologie pro klinickou praxi. Praha: Grada. ISBN 978-80-247-9902-5.
TABAKOVA, Sonia et al. 2017. Newtonian and Non-Newtonian Pulsatile Blood Flow in Arteries with Model Aneurysms. In: GEORGIEV, K., M. TODOROV a I. GEORGIEV, eds. Advanced Computing in Industrial Mathematics. Cham: Springer International Publishing, s. 187-197. DOI 10.1007/978-3-319-49544-6_16.
WESTERHOF, Nicolaas et al. 2019. Snapshots of hemodynamics. Cham: Springer International Publishing. DOI 10.1007/978-3-319-91932-4.
YAMADA, Shigeki et al. 2014. Calcification at orifices of aortic arch branches is a reliable and significant marker of stenosis at carotid bifurcation and intracranial arteries. European Journal of Radiology. 83(2), 384-390. DOI 10.1016/j.ejrad.2013.10.011.
Seznam doporučené literatury
ABURAHMA, Ali F., ed. 2017. Noninvasive Vascular Diagnosis. Cham: Springer International Publishing. DOI 10.1007/978-3-319-54760-2.
BENEŠ, J., J. KYMPLOVÁ a F. VÍTEK. 2015. Základy fyziky pro lékařské a zdravotnické obory: pro studium i praxi. Praha: Grada. ISBN 978-80-247-4712-5.
ČIHÁK, Radomír. 2016. Anatomie 3. 3. vyd. Praha: Grada. ISBN 978-80-247-9552-2.
FERDA, Jiří, et al. 2015. Základy zobrazovacích metod. Galén. ISBN 978-80-7492-173-5.
KEFAYATI, S., D. W. HOLDSWORTH a T. L. POEPPING. 2014. Turbulence intensity measurements using particle image velocimetry in diseased carotid artery models: Effect of stenosis severity, plaque eccentricity, and ulceration. Journal of Biomechanics. 47(1), 253-263. DOI 10.1016/j.jbiomech.2013.09.007
NAVRÁTIL, Leoš. 2015. Nové pohledy na neinvazivní laser. Praha: Grada Publishing. ISBN 978-80-247-1651-0.
RAFFEL, Markus et al. 2018. Particle Image Velocimetry. Cham: Springer International Publishing. DOI 10.1007/978-3-319-68852-7.
ROKYTA, Richard. 2015. Fyziologie a patologická fyziologie pro klinickou praxi. Praha: Grada. ISBN 978-80-247-9902-5.
TABAKOVA, Sonia et al. 2017. Newtonian and Non-Newtonian Pulsatile Blood Flow in Arteries with Model Aneurysms. In: GEORGIEV, K., M. TODOROV a I. GEORGIEV, eds. Advanced Computing in Industrial Mathematics. Cham: Springer International Publishing, s. 187-197. DOI 10.1007/978-3-319-49544-6_16.
WESTERHOF, Nicolaas et al. 2019. Snapshots of hemodynamics. Cham: Springer International Publishing. DOI 10.1007/978-3-319-91932-4.
YAMADA, Shigeki et al. 2014. Calcification at orifices of aortic arch branches is a reliable and significant marker of stenosis at carotid bifurcation and intracranial arteries. European Journal of Radiology. 83(2), 384-390. DOI 10.1016/j.ejrad.2013.10.011.
Přílohy volně vložené
1 CD
Přílohy vázané v práci
grafy, tabulky
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Průběh obhajoby je zveřejněn pouze přihlášenému uživateli.