Перистальтическое течение патологической желчи при рубцовом стенозе большого дуоденального сосочка
Автор: Кучумов А.Г., Няшин Ю.И., Самарцев В.А., Гаврилов В.А., Ивонина Е.В.
Журнал: Российский журнал биомеханики @journal-biomech
Статья в выпуске: 4 (66) т.18, 2014 года.
Бесплатный доступ
Перистальтика - это волнообразное сокращение стенок полых органов (пищевода, желудка, кишечника, мочеточников и т.д.), способствующее продвижению их содержимого. В последнее время перистальтика привлекает большое внимание исследователей из-за важных медицинских применений, таких как движение химуса в кишечнике, перемещение яйцеклетки в маточной трубе, транспорт сперматозоидов, транспорт желчи в желчных протоках, циркуляция крови в мелких кровеносных сосудах. Объектом данного исследования является изучение особенностей перистальтического течения патологической желчи в ампуле фатерова сосочка как трубки с сужающимися стенками. Желчь - это биожидкость, продуцируемая печенью, способствующая перевариванию жиров в двенадцатиперстной кишке. В предыдущих исследованиях было показано, что патологическая желчь является неньютоновской тиксотропной жидкостью. В данной работе представлены результаты решения задачи о перистальтическом течении желчи как жидкости Каро в протоке с сужающимися стенками. С помощью метода возмущений получены аналитические решения для продольной скорости, расхода и давления. Созданная математическая модель может быть использована для изучения такой патологии, как холедохопанкреатический рефлюкс (т.е. патологический заброс пузырной желчи, поступающей из холедоха (общего желчного протока) через ампулу фатерова сосочка, в протоки поджелудочной железы вместо двенадцатиперстной кишки). Получены значения градиента давления, соответствующие условиям возникновения рефлюкса при варьировании амплитуды (φ). При увеличении амплитуды волны перепад давления увеличивается, особенно когда φ превышает 0,7. Величина продольной скорости возрастает при увеличении значения перепада давления. В дальнейшем планируется рассмотреть биомеханическую задачу об установке стента с памятью формы в ампулу фатерова сосочка для лечения холедопанкреатического рефлюкса.
Желчь, перистальтика, большой дуоденальный сосочек, рефлюкс, градиент давления
Короткий адрес: https://sciup.org/146216153
IDR: 146216153
Список литературы Перистальтическое течение патологической желчи при рубцовом стенозе большого дуоденального сосочка
- Кучумов А.Г., Гилев В.Г., Попов В.А., Самарцев В.А., Гаврилов В.А. Экспериментальное исследование реологии патологической желчи//Российский журнал биомеханики. -2011. -Т. 15, №3 (53). -С. 52-60.
- Кучумов А.Г., Няшин Ю.И., Самарцев В.А., Гаврилов В.А., Менар М. Биомеханический подход к моделированию билиарной системы как шаг в направлении к построению виртуальной модели физиологии человека//Российский журнал биомеханики. -2011. -Т. 15, №2 (52). -С. 32-48.
- Лохов В.А., Кучумов А.Г. Создание заданных усилий в фиксаторах, изготовленных из сплавов с эффектом памяти формы//Российский журнал биомеханики. -2006. -Т. 10, № 3. -С. 41-52.
- Попов В.А., Кучумов А.Г. Экспериментальное исследование реологии желчи//Вестник Пермского университета. Серия: Физика. -2011. -Вып. №3 (18). -С. 92-96.
- Agarwal S., Sinha A.K., Singh S.P. A theoretical analysis of the effect of the non-Newtonian bile flow characteristics in the diseased cystic duct//J. of Appl. Math. and Mech. -2012. -Vol. 8. -P. 92-103.
- Al-Atabi M.T., Chin S.B., Luo X.Y. Cystic duct visual-based evaluation of gallstones formation risk factors//Journal of Engineering Science and Technology (JESTEC). -2006. -Vol. 1. -P 1-9.
- Al-Atabi M.T., Chin S.B., Luo X.Y. Experimental investigation of the flow of bile in patient specific cystic duct models//ASME Journal of Biomechanical Engineering. -2010. -Vol. 132. -P. 247-254.
- Al-Atabi M.T., Chin S.B., Luo X.Y. Flow structure in circular tubes with segmental baffles//Journal of Flow Visualization and Image Processing (JFVIP). -2005. -Vol. 12. -P. 301-11.
- Al-Atabi M.T., Chin S.B., Luo X.Y. Visualization experiment of flow structures inside two-dimensional human biliary system models//Journal of Mechanics in Medicine and Biology (JMMB). -2006. -Vol. 6. -P. 249-260.
- Al-Atabi M.T., Ooi R.C., Luo X.Y., Chin S.B., Bird N.C. Computational analysis of the flow of bile in human cystic duct//Medical Engineering & Physics. -2012. -Vol. 34. -P. 1177-1183.
- Al-Atabi M.T., Chin S.B., Luo X.Y., Beck S.B.M. Investigation of the flow in a compliant idealised human cystic duct//Journal of Biomechanical Science and Engineering. -2008. -Vol. 3. -P. 411-418.
- Coene P.P., Coene. L.O., Groen A.K., Davids P.H.P., Hardeman M., Tytgat G.N.T., Huibregtse K. Bile viscosity in patients with biliary drainge//Scand. J. Gastroenterol. Suppl. -1994. -Vol. 29. -P. 757-763.
- Fung Y.C., Yih C.S. Peristaltic transport//J. Appl. Mech. -1968. -Vol.36. -P. 669-675.
- Hariharan P., Seshadri V., Banerjee R.K. Peristaltic transport of non-Newtonian fluid in a diverging tube with different wave forms//Mathematical and Computer Modelling. -2008. -Vol. 48. -P. 998-1017.
- Jaffrin M.Y., Shapiro A.H. Peristaltic pumping//Annual Review of Fluid Mechanics. -1971. -Vol. 3. -P. 13-35.
- Kuchumov A.G., Gilev V.A., Popov V.A., Samartsev V.A., Gavrilov V.A. Non-Newtonian flow of pathological bile in the biliary system: experimental investigation and CFD simulations//Korea-Australia Rheology Journal. -2014. -Vol. 26, № 1. -P. 81-90.
- Kuchumov A.G., Nyashin Y.I., Samartcev V.A., Gavrilov V.A. Modelling of the pathological bile flow in the duct with a calculus//Acta of Bioengineering and Biomechanics. -2013. -Vol. 15. -P. 9-17.
- Latham T.W. Fluid motion in a peristaltic pump: MS. Thesis of Massachussetts Institute of Technology. -Cambridge, 1966.
- Li W.G., Luo X.Y., Johnson A.G., Hill N.A, Bird N., Chin S.B. One-dimensional models of the human biliary system//ASME Journal of Biomechanical Engineering. -2007. -Vol. 129. -P. 164-173.
- Li W.G., Luo X.Y., Chin S.B., Hill N.A., Johnson A.G., Bird N.C. Non-Newtonian bile flow in elastic cystic duct-one and three dimensional modeling//Annals of Biomedical Engineering. -2008. -Vol. 36. -P. 1893-908.
- Luo X.Y., Li W.G., Bird N., Chin S.B., Hill N.A., Johnson A.G. On the mechanical behavior of the human biliary system//World J. Gastroenterol. -2007. -Vol. 13. -P. 1384-1392.
- Maiti S., Misra J.C. Peristaltic flow of a fluid in a porous channel: a study having relevance to flow of bile within ducts in a pathological state//International Journal of Engineering Science (IJES). -Vol. 49, № 9. -P. 950-966.
- Ooi R.C., Luo X.Y., Chin S.B., Johnson A.G., Bird N.C. The flow of bile in the human cystic duct//Journal of Biomechanics. -2004. -Vol. 37. -P. 1913-1922.
- Sankar D.S., Lee U. Nonlinear mathematical analysis for blood flow in a constricted artery under periodic body acceleration//Commun Nonlinear Sci. Numer. Simulat. -2011. -Vol. 16. -P. 4390-4402.
- Seshadri V., Hasan Z., Gupta B. Peristaltic pumping in nonuniform distensible tubes with different wave forms//J. Biophys. et Med. Nucl. -1984. -Vol. 8. -P. 9-14.
- Srivastava L.M., Srivastava V.P. Peristaltic transport of blood: Casson model-II//Journal of Biomechanics. -1984. -Vol. 17, № 11. -P. 821-829.
- Srivastava V.P. Two-phase model of blood flow through stenosed tubes in the presence of a peripheral layer: applications//J. Biomechanics. -1996. -Vol. 29, № 10. -P. 1377-1382.
- Srivastava L.M., Srivastava V.P. Peristaltic transport of a non-Newtonian fluid (Application to the vas deferens at small intestine)//Ann. BioMedical Eng. -1985. -Vol. 13. -P. 137-153.
- Билиарная система. Анатомо-физиологические особенности . -URL: www.gastroscan.ru/literature/authors/3073 (дата обращения: 5.02.2014).
- Желчный пузырь и внепеченочная билиарная система . -URL: www.med.tehlit.ru/kn3/str29.htm. (дата обращения: 5.02.2014).
- Медицинские справочники . -URL: www.infa.ws›medicine/sprav/gastro/034.php (дата обращения: 5.02.2014).