The Discrete Model for the System of the Myocardium and Coronary Vessels

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorMaksymenko, V. B.
dc.contributor.authorDanilova, V. A.
dc.contributor.authorShlykov, V. V.
dc.contributor.authorМаксименко, Віталій Борисович
dc.contributor.authorДанілова, Валентина Анатоліївна
dc.contributor.authorШликов, Владислав Валентинович
dc.contributor.authorМаксименко, Виталий Борисович
dc.contributor.authorДанилова, Валентина Анатольевна
dc.contributor.authorШлыков, Владислав Валентинович
dc.date.accessioned2018-07-26T14:19:22Z
dc.date.available2018-07-26T14:19:22Z
dc.date.issued2017
dc.description.abstractenBackground. The numerical heat transfer model for a system of myocardium coronary vessels is considered. Objective. The goal is to develop a discrete model for the physical system of myocardium and coronary vessels that would make it possible to explore the process of hypo- and hyperthermia with cardiopulmonary bypass. Methods. To solve the differential equation of heat conduction in the MSC Sinda thermal system the network method (TNM – Thermal Network Method) is used, in which system of heat equations is presented in the form of cellular-centered nodes and resistances between the nodes using the finite difference method. In constructing the model of myocardial in the MSC Sinda system the thermal contact between three-dimensional bodies is implemented – the myocardium, coronary arteries, a liquid cooling of heart. Results. Implementation of the model of heat exchange in the MSC Sinda system for infarction cooling process gives on the final process step in establishing the heat balance the temperature difference at the boundary between the myocardium and coronary vessels not more than 0,5 °C. However, in the areas of the myocardium that are removed from the coronary vessels the temperature difference exceeds 1,0 °C. The use of additional cooling for hearts allows for the cooling of myocardium with using of ice surface, that provides the unevenness reduction of the heart temperature during its cooling with cardiopulmonary bypass. This result allows exploring the dynamics of the process of hypo- and hyperthermia with cardiopulmonary bypass. Conclusions. The discrete 3D-model of heat transfer in the layer structure of the myocardium and coronary vessels allows us to investigate the process of hypo- and hyperthermia with cardiopulmonary bypass. The simulation results also make it possible to perform the analysis of the temperature distribution on the surface of the myocardium provided free convection of heat between the layers.uk
dc.description.abstractruПроблематика. Рассматривается реализация численной модели теплообмена для системы миокард–коронарные сосуды. Цель исследования. Разработка дискретной модели физической системы миокарда и коронарных сосудов, которая позволила бы исследовать процесс гипо- и гипертермии в условиях искусственного кровообращения. Методика реализации. Для решения дифференциального уравнения теплопроводности в системе MSC Sinda использован метод тепловой сети (TNM), в котором система уравнений теплопроводности представлена с помощью конечноразностного метода в виде клеточно-ориентированных узлов и сопротивлений между узлами. При построении модели миокарда в системе MSC Sinda реализован тепловой контакт между трехмерными телами – миокардом, коронарными артериями, жидкостью для охлаждения сердца. Результаты исследования. Реализация модели теплообмена в системе MSC Sinda для процесса охлаждения миокарда дает на конечной стадии процесса, при установлении теплового баланса, разность температур на границе между миокардом и коронарными сосудами температур не более 0,5 °C. При этом в областях миокарда, которые удалены от коронарных сосудов разность температур превышает 1,0 °C. Использование дополнительного охлаждения для сердца предусматривает охлаждение миокарда с использованием поверхности льда, что обеспечивает снижение неравномерности распределения температуры сердца при его охлаждении искусственным кровообращением. Этот результат позволяет исследовать динамику процесса гипо- и гипертермии в условиях искусственного кровообращения. Выводы. Дискретная 3D-модель теплопередачи для системы слой миокарда-коронарные сосуды позволяет исследовать процесс гипо- и гипертермии в условиях искусственного кровообращения. Результаты моделирования также дают возможность провести анализ распределения температуры на поверхности миокарда при свободной конвекции тепла между слоями.uk
dc.description.abstractukПроблематика. Розглядається реалізація числової моделі теплообміну для системи міокард–коронарні судини. Мета дослідження. Розробка дискретної моделі фізичної системи міокарда та коронарних судин, яка б дала змогу досліджувати процес гіпо- та гіпертермії в умовах штучного кровообігу. Методика реалізації. Для розв’язання диференціального рівняння теплопровідності в системі MSC Sinda використано метод теплової мережі (TNM), у якому система рівнянь теплопровідності представлена за допомогою скінченнорізницевого методу у вигляді клітино-орієнтованих вузлів і опорів між вузлами. При побудові моделі міокарда в системі MSC Sinda реалізований тепловий контакт між тривимірними тілами – міокардом, коронарними артеріями, рідиною для охолодження серця. Результати дослідження. Реалізація моделі теплообміну в системі MSC Sinda для процесу охолодження міокарда дає на кінцевій стадії процесу, при встановленні теплового балансу, різницю температур на межі між міокардом і коронарними судинами температур не більше 0,5 °C. При цьому в областях міокарда, які віддалені від коронарних судин, різниця температур перевищує 1,0 °C. Використання додаткового охолодження для серця передбачає охолодження міокарда з використанням поверхні льоду, що забезпечує зниження нерівномірності розподілу температури серця при його охолодженні штучним кровообігом. Цей результат дає змогу досліджувати динаміку процесу гіпо- та гіпертермії в умовах штучного кровообігу. Висновки. Дискретна 3D-модель теплопередачі для системи шар міокарда–коронарні судини дає змогу досліджувати процес гіпо- та гіпертермії в умовах штучного кровообігу. Результати моделювання також дають можливість провести аналіз розподілу температури на поверхні міокарда за умови вільної конвекції тепла між шарами.uk
dc.description.sponsorshipThe authors gratefully acknowledge the support of the project AMMODIT funded within EU H2020-MSCA-RICEuk
dc.format.pagerangeС. 54-60uk
dc.identifier.citationMaksymenko V. B. The Discrete Model for the System of the Myocardium and Coronary Vessels / V. B. Maksymenko, V. A. Danilova, V. V. Shlykov // Наукові вісті НТУУ «КПІ» : міжнародний науково-технічний журнал. – 2017. – № 1(111). – С. 54–60. – Бібліогр.: 6 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/1810-0546.2017.1.90044
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/24060
dc.language.isoenuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.sourceНаукові вісті НТУУ «КПІ» : міжнародний науково-технічний журнал, 2017, № 1(111)uk
dc.subjectthermogramuk
dc.subjectmyocardiumuk
dc.subjecttemperature distributionuk
dc.subjectvascular pathologyuk
dc.subjectтермограмаuk
dc.subjectміокардuk
dc.subjectрозподіл температурuk
dc.subjectсудинна патологіяuk
dc.subjectтермограммаuk
dc.subjectмиокардuk
dc.subjectраспределение температурuk
dc.subjectсосудистая патологияuk
dc.subject.udc615.849.19uk
dc.titleThe Discrete Model for the System of the Myocardium and Coronary Vesselsuk
dc.title.alternativeДискретна модель системи міокард–коронарні судиниuk
dc.title.alternativeДискретная модель системы миокард–коронарные сосудыuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
NVKPI2017-1_06.pdf
Розмір:
374.28 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.74 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Наукові вісті НТУУ «КПІ»: міжнародний науково-технічний журнал, № 1(111)