×

偏离穆雷定律与左冠状动脉低壁切应力区发生之间的联系。 (英语) Zbl 1343.92106号

总结:穆雷为循环系统中的分叉几何学发展了两条定律。根据能量最小化原则,Murray发现了支管直径和角度之间关系的限制。众所周知,在与低壁切应力(WSS)和高振荡剪切指数(OSI)相关的区域,分叉容易导致动脉粥样硬化的发生。这些指标(低WSS区域的大小、高OSI区域的大小和高螺旋度区域的大小)在这项工作中进行了评估。所有这些指标都通过流出分支的大小进行了归一化。详细分析了Murray定律与低WSS区域大小之间的关系。研究发现,导致大面积低WSS的主要因素是所谓的膨胀比,即流出支流的横截面积与主支流横截面积之间的关系。高膨胀率下出现了大面积的低WSS。此外,低WSS区域的大小与流出支管直径之比无关。由于遵循Murray定律的分支的膨胀比保持在一个较小的范围内(1和1.25),因此所有分支都具有大小相似的低WSS区域。然而,膨胀率不够小,无法完全阻止WSS值较低的区域,因此,穆雷定律不会导致动脉粥样硬化最小化。一项关于分叉角度影响的研究表明,Murray角定律并没有使低WSS区域的大小最小化。

MSC公司:

92立方35 生理流量
74升15 生物力学固体力学
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 浅仓,T。;Karino,T.,《人类冠状动脉粥样硬化病变的流动模式和空间分布》,Circ。决议,66,1045-1066(1990)
[2] 巴列斯特罗斯,L.E。;Ramirez,L.M.,左冠状动脉的形态学表达:直接解剖研究,Folia Morphol。,67, 135-142 (2008)
[3] Beare,R.J。;达斯,G。;Ren,M。;Chong,W。;医学博士Sinnott。;希尔顿,J.E。;斯里坎思,V。;Phan,T.G.,《最小功原理是否适用于颈动脉分叉:一项回顾性队列研究》,BMC Med.Imaging,11,17(2011)
[4] Bhaganagar,K。;Veeramachanini,C。;Moreno,C.,斑块形态在改变病变冠状动脉血流特征中的意义:使用血管内超声成像的斑块测量进行数值模拟,应用。数学。型号。,37, 5381-5393 (2013) ·Zbl 1426.92017号
[5] Chaichana,T。;孙,Z。;Jewkes,J.,《可变角度左冠状动脉血流动力学计算》,J.Biomech。,44, 1869-1878 (2011)
[6] Chaichana,T。;孙,Z。;Jewkes,J.,左冠状动脉斑块影响的计算流体动力学分析,计算机。数学。方法医学,2012(2012)·Zbl 1234.92010年
[7] Chaichana,T。;孙,Z。;Jewkes,J.,左冠状动脉不同类型斑块影响的血流动力学分析,计算机。医学成像图。,37, 197-206 (2013)
[8] Chaichana,T。;孙,Z。;Jewkes,J.,左冠状动脉斑块对冠状动脉侧支壁切应力和压力梯度的影响,计算。方法生物计量。生物识别。工程,17,108-118(2014)
[9] Chatzizisis,Y.S。;Coskun,A.U。;乔纳斯,M。;Edelman,E.R。;费尔德曼,C.L。;Stone,P.H.,《内皮剪切应力在冠状动脉粥样硬化和血管重塑自然史中的作用:分子、细胞和血管行为》,J.Am.Coll。心脏病学。,49, 2379-2393 (2007)
[10] 道奇,J.T。;布朗,B.G。;Bolson,E.L。;Dodge,H.T.,正常人冠状动脉的流明直径。年龄、性别、解剖变异和左心室肥大或扩张的影响,《循环》,86,232-246(1992)
[11] Dombe,D.D。;Anitha,T。;Giri,P.A。;Dombe,S.D。;Ambiye,M.V.,《左冠状动脉的临床相关形态计量分析》,国际生物学杂志。医学研究,3,1327-1330(2012)
[12] 埃什特哈迪,P。;医学博士麦克丹尼尔。;苏,J。;达万,S.S。;蒂明斯,L.H。;Binongo,J.N.G。;Golub,L.J。;科尔班,M.T。;Finn,A.V。;Oshinski,J.N.,冠状动脉壁切应力与冠状动脉疾病患者动脉粥样硬化斑块负荷、组成和分布的相关性,美国心脏协会,1,e002543(2012)
[13] Evegren,P。;富克斯,L。;Revstedt,J.,《三维脉动流90度分叉中的壁面剪应力变化》,医学工程物理。,32, 189-202 (2010)
[14] Figueroa,C.A。;Vignon Clementel,I.E。;Jansen,K.E。;休斯·T·J·R。;Taylor,C.A.,三维可变形动脉血流建模的耦合动量方法,计算。方法应用。机械。工程,195,5685-5706(2006)·Zbl 1126.76029号
[15] 弗劳恩费尔德,T。;Boutsianis,E。;Schertler,T。;Husmann,L。;Leschka,S。;Poulikakos,D。;马林切克,B。;Alkadhi,H.,基于计算机断层扫描数据集的冠状动脉内-外血流模拟:可行性和初步结果,欧洲放射学会。,17, 1291-1300 (2007)
[16] 加菲丘克,V.V。;卢巴舍夫斯基,I.A.,《血管网络分支原理》,J.Theor。生物学,212,1-9(2001)
[17] Gibson,C.M。;迪亚斯,L。;Kandarpa,K。;萨克斯,F.M。;帕斯捷尔纳克共和国。;Sandor,T。;费尔德曼,C。;Stone,P.H.,血管壁剪切应力与人类冠状动脉动脉粥样硬化进展的关系,Arterioscler。喉咙。瓦斯克。生物学,13310-315(1993)
[18] 格里吉奥尼,M。;Daniele,C。;美国莫尔比杜奇。;Del Gaudio,C。;达维尼奥,G。;Balducci,A。;Barbaro,V.,《血管内血液螺旋流的数学描述:应用于动脉弯曲流动的数值研究》,J.Biomech。,38, 1375-1386 (2005)
[19] 侯赛因,S.S。;Zhang,Y。;梁,X。;侯赛因,F。;M.法拉利。;休斯·T·J。;Decuzzi,P.,《个性化纳米颗粒递送的电子血管建模》,《纳米医学》,第8期,第343-357页(2013年)
[20] 霍,Y。;费内,G。;Lefevre,T。;Louvard,Y。;穆萨,I。;Kassab,G.S.,哪个直径和角度规则提供了冠状动脉分叉处的最佳流型?,生物技术杂志。,45, 1273-1279 (2012)
[21] Issa,R.I.,用算子分裂法求解隐式离散流体流动方程,J.Compute。物理。,62, 40-65 (1986) ·Zbl 0619.76024号
[22] 神谷,A。;布哈里,R。;Togawa,T.,壁切应力自适应调节优化血管树功能,公牛。数学。《生物学》,46,127-137(1984)
[23] Kiviniemi,T.O。;Saraste,M。;Koskenvuo,J.W。;Airaksinen,K.E。;托伊卡,J.O。;萨拉斯特,A。;Parkka,J.P。;Hartiala,J.J.,《美国生理学杂志》经胸超声心动图可可靠评估冠状动脉直径。心脏循环。生理学。,286,H1515-H1520(2004)
[24] LaBarbera,M.,《动物流体运输系统设计原理》,《科学》,24992-1000(1990)
[25] Leonard,B.P.,QUICK和相关对流扩散方案的精度顺序,Appl。数学。型号。,1964年至653年(1995年)·Zbl 0846.65038号
[26] 刘,X。;Sun,A。;范,Y。;Deng,X.,动脉系统螺旋流的生理学意义及其潜在的临床应用,Ann.Biomed。工程师,43,3-15(2015)
[27] 罗扎诺,R。;Naghavi,M。;Foreman,K。;Lim,S。;涉谷,K。;Aboyans,V。;亚伯拉罕·J。;阿代尔,T。;阿加瓦尔,R。;Ahn,S.Y。;AlMazroa,医学硕士。;阿尔瓦拉多,M。;安德森·H·R。;安德森,L.M。;安德鲁斯·K·G。;阿特金森,C。;巴杜尔,L.M。;Barker-Collo,S。;巴特尔斯,D.H。;贝尔,M.L。;E.J.本杰明。;Bennett,D。;巴拉,K。;Bikbov,B。;Abdulhak,A.B。;Birbeck,G。;布莱斯·F。;Bolliger,I。;Boufous,S。;Bucello,C。;伯奇,M。;伯尼,P。;Carapetis,J。;陈,H。;周,D。;丘格,S.S。;Coffeng,L.E。;科兰,S.D。;科尔昆,S。;科尔森,K.E。;康登,J。;医学博士康纳。;库珀,L.T。;科里埃尔,M。;科尔蒂诺维斯,M。;德瓦卡罗,K.C。;Couser,W。;Cowie,B.C。;克里基,M.H。;克罗斯,M。;Dabhadkar,K.C。;北卡罗来纳州达霍德瓦拉。;De Leo,D。;Degenhardt,L。;Delossantos,A。;Denenberg,J。;Des Jarlais,哥伦比亚特区。;Dharmaratne,S.D。;多尔西,E.R。;Driscoll,T。;Duber,H。;埃贝尔,B。;Erwin,P.J。;Espindola,P。;埃扎蒂,M。;费金,V。;弗拉克斯曼,A.D。;Forouzanfar,M.H。;福克斯,F.G.R。;富兰克林,R。;Fransen,M。;弗里曼,M.K。;加布里埃尔,S.E。;Gakidou,E。;Gaspari,F。;吉勒姆·R·F。;Gonzalez-Medina,D。;哈拉萨,Y.A。;Haring博士。;哈里森,J.E。;哈夫穆勒,R。;海伊·R·J。;霍恩,B。;Hotez,P.J。;霍伊,D。;雅各布森,K.H。;詹姆斯·S·L。;Jasrasaria,R。;贾亚拉曼,S。;Johns,N。;Karthikeyan,G。;北卡罗来纳州卡斯巴姆。;克伦,A。;Khoo,J.-P。;Knowlton,L.M。;Kobusingye,O。;Koranting,A。;Krishnamurthi,R。;利普尼克,M。;Lipshultz,S.E.,《1990年和2010年20个年龄组235种死因的全球和区域死亡率:2010年全球疾病负担研究的系统分析》,《柳叶刀》,380,2095-2128(2012)
[28] 马利克,A.M。;Alper,S.L。;Izumo,S.,血流剪切应力及其在动脉粥样硬化中的作用,JAMA,2822035-2042(1999)
[29] Malvè,M。;加西亚,A。;Ohayon,J。;Martínez,M.,《人类左冠状动脉分叉的不稳定血流和传质:FSI与CFD》,国际通讯社。热质传递。,39, 745-751 (2012)
[30] Murphy,J.B。;Boyle,F.J.,一种全方位、多变量、基于CFD的方法学,用于识别支架冠状动脉近壁异常血流动力学,生物流变学,47,117-132(2010)
[31] Murray,C.D.,《最小功的生理原理:I.血管系统和血容量的成本》,Proc。国家。阿卡德。科学。美国,1207(1926)
[32] Murray,C.D.,《最小功的生理原理应用于动脉分支的角度》,J.Gen.Physiol。,9, 835-841 (1926)
[33] 美国奥尔加克。;Poulikakos,D。;南卡罗来纳州索尔。;阿尔卡迪,H。;Kurtcuoglu,V.,健康和动脉粥样硬化状态下人类左冠状动脉中LDL积聚的患者特异性三维模拟,美国生理学杂志心脏循环。生理学。,296,H1969-H1982(2009)
[34] Reddy,J.N.,《连续介质力学原理:守恒原理及其应用研究》(2010),剑桥大学出版社:剑桥大学出版社·兹比尔1207.74002
[35] Reneman,R.S。;Vink,H。;Hoeks,A.P.G.,《壁面剪应力重访》,《动脉研究》,第373-78页(2009年)
[36] Revellin,R。;罗塞特,F。;波德·D。;Bonjour,J.,使用非牛顿血液流动模型扩展Murray定律,Theor。生物医学模型。,6, 7 (2009)
[37] 萨马迪,H。;Eshtehardi,P。;医学博士麦克丹尼尔。;苏,J。;达旺,S.S。;梅纳德,C。;蒂明斯,L.H。;库尤米,A.A。;Giddens,D.P.,《冠状动脉壁切应力与冠状动脉疾病患者动脉粥样硬化斑块的进展和转化以及动脉重塑相关》,《循环》,124779-788(2011)
[38] Schoenenberger,A.W。;Urbanek,N。;Toggweiler,S。;Seelos,R。;Jamshidi,P。;Resink,T.J。;Erne,P.,《偏离穆雷定律与冠状动脉分叉处钙化程度较高相关》,《动脉粥样硬化》,221124-130(2012)
[39] 谢尔曼,T.F.,《关于将大型船舶与小型船舶连接起来的问题》。穆雷定律的含义,J.Gen.Physiol。,78, 431-453 (1981)
[40] 苏利斯,J.V。;Farmakis,T.M。;Giannoglou,G.D。;Louridas,G.E.,正常左冠状动脉树的壁切应力,J.Biomech。,39, 742-749 (2006)
[41] 苏利斯,J.V。;詹诺格鲁,G.D。;帕查里迪斯,G.E。;Louridas,G.E.,正常左冠状动脉树的血流参数。动脉粥样硬化的含义,计算。生物医学,37628-636(2007)
[42] 苏利斯,J.V。;Giannoglou,G.D。;Papaioannou,V。;Parcharidis,G.E。;Louridas,G.E.,正常左冠状动脉树中的低密度脂蛋白浓度,Biomed。Eng.Online,7,26(2008)
[43] 苏利斯,J.V。;Giannoglou,G.D。;Chatzizisis,Y.S。;塞拉利杜,K.V。;Parcharidis,G.E。;Louridas,G.E.,三维重建人左冠状动脉分子粘度和壁剪切应力的非牛顿模型,医学工程物理。,30, 9-19 (2008)
[44] Uylings,H.,《肺和血管树结构中直径和分叉角的优化》,公牛。数学。《生物学》,39,509-520(1977)·Zbl 0403.92011年
[45] Van der Giessen,A.G。;Groen,H.C。;多里奥,P.-A。;De Feyter,P.J。;Van der Steen,A.F。;范德沃斯,F.N。;文策尔,J.J。;Gijsen,F.J.,《边界条件对患者特定冠状动脉树壁切应力分布的影响》,J.Biomech。,44, 1089-1095 (2011)
[46] 维农,I.E。;Taylor,C.A.,动脉中血流和压力波一维有限元建模的流出边界条件,波动,39361-374(2004)·Zbl 1163.74453号
[47] Vignon Clementel,I.E。;Figueroa,C.A。;Jansen,K.E。;Taylor,C.A.,可变形动脉中非周期血流和压力场三维模拟的流出边界条件,计算。方法生物计量。生物识别。工程师,13,625-640(2010)
[48] Weydahl,E.S。;Moore,J.E.,动态曲率强烈影响冠状动脉分叉模型中的壁剪切率,J.Biomech。,341189-1196(2001年)
[49] Yilmaz,F。;Gundogdu,M.Y.,《大动脉血流评论》;与血液流变学、粘度模型和生理条件的相关性,Korea Aust。Rheol公司。J.,20,197-211(2008)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。