Cz En

Kardiovaskulární systém a jeho náhrady

Simulace samobuzeného a nuceného kmitání cév a tenkostěnných elastických trubic

Popis projektu:



Prvky experimentálního zařízení (linky) pro zkoumání samobuzeného a vynuceného kmitání tenkostěnných elastických trubic a cév.

Experimentální komora se zkoumaným vzorkem tenkostěnné elastické trubice upnuté na axiálně posuvných trnech, které jsou osazené tlakovými detektory.

Geometrie tenkostěnné elastické trubice upnuté na axiálně posuvných trnech, které jsou osazené tlakovými detektory.

3D rekonstrukce tvaru trubice z dat ziskaných z 3D korelační metody.

Tabulka ukazuje geometrii trubek a podmínky, za kterých se konaly pokusy.

Na Odboru pružnosti a pevnosti FS ČVUT v Praze jsou k dispozici Laboratoře biomechaniky člověka pod než spadá i Laboratoř kardiovaskulární biomechaniky, kde je budována experimentální linka pro simulace samobuzeného a nuceného kmitání cév a tenkostěnných elastických trubic. K dispozici jsou speciální, na zakázku vyráběné, tlakové detektory s fyziologickým rozsahem měření. Experimenty jsou řízeny, snímany a vyhodnocovány na meřícím počítači osazeným měřící kartou a sběrnicí od firmy National Instraments a měřící program je vytvořen v prostředí LabView. Zkoumaný vzorek lze zatěžovat nejen vnitřním tlakem, ale i vnějším zatížením a to vytvořením vhodného prostředí v experimentální komoře, kterou lze tlakovat různými medii a osadit ji až třemi tlakovými detektory. K dispozici jsou speciální axiálně posuvné trny na kterých je vzorek upnut. Axiální předpětí vzorku může byt až 20% jeho klidové délky. Veškeré části linky jsou vyrobeny z transparentního materiálu dle vlastních návrhu řešitelského týmu a je koncipována jako stavebnicový systém. Jde o unikátní zařízení svého druhu s možností vysoké variability dle potřeb experimentu. Teoretické řešení problematiky a podklady pro experimenty (nastavení tlakových a průtokových poměrů v trati) jsou prováděny ve spolupráci s ÚT AV ČR. Vychází se zde z numerické simulace modelových dějů. V lince je též možnost umístit koronární stenty a sledovat změny a ovlivnění samobuzeného a nuceného kmitání tenkostěnných elastických trubic (cév) vlivem jejich implantace ve zkoumaném vzorku.

Projekt předpokládá a umožňuje zapojení mladých vědeckých pracovníků a poskytuje možnosti vypracování diplomových a disertačních prací. Tím se také přispěje ke zlepšení komunikace mezi techniky a lékaři, což je základním předpokladem úspěšného řešení biomedicínských problémů.

doc. Ing. Lukáš Horný Ph.D. ;  Ing. Hynek Chlup Ph.D.

Řešitelé:

Ústav termomechaniky AV ČR, v. v. i.

Spolupráce:

Literatura:

  • Chlup H., Macková H., Štembera V, Maršík F.: Experiments with Elastic Tubes in the Mode of Self-Excited Oscillation , 10th International scientific seminar on DEVELOPMENTS IN MACHINERY DESIGN AND CONTROL 2006, Bydgoszcz- Muszyna, Poland, September 11 - 14, 2006, p. 37, ISBN 83-87982-96-2
  • Chlup H., Maršík F., Konvičková S.: Analysis Experiment of the Self-Excited Oscillation of the Thin-Walled Elastic Tube, Acta Mechanica Slovana, EAN 2006, Košice 1/2006, Slovakia, p. 189-194, ISSN 1335-2393
  • Chlup H., Maršík F., Konvičková S.: Experimental Line to the Self-Excited Oscillation of the Thin-Walled Elastic Tubes, Workshop 2005, Biomedical Engineering, Czech Technical University in Prague, 21 to 25 March 2005, Prague, ISBN 80-01-03201-9
  • Chlup H., Maršík F., Konvičková S.: Self-Excited Oscillation of the Thin-Walled Elastic Tubes, Engineering Mechanics 2006, National Konference with International Participation, Svratka, Czech Republic, May 15 - 18, 2006, p. 128, #326, ISBN 80-86246-27-2
  • Štembera V., Maršík F., Chlup H.: One-Dimensional Mathematical Model of the Flow Through a Collapsible Tube with Applications to Blood Flow Through Human Vessels, Engineering Mechanics 2005, National Konference with International Participation, Svratka, Česká republika, 9. - 12. května 2005, pp.297, ISBN 80-85918-93-5
  • Maršík F., Převorovská S., Štembera V., Chlup H.: Self Induced Oscillations in Arteries, ISAB 2005, 3rd International Symposium on Advanced Biomaterials /Biomechanics, Montréal, Qc, Canada, April 3 - 6, 2005