Упругость и вязкость поверхностных тканей грудной клетки человека

Автор: Дьяченко А.И., Веремьева М.В., Фомина Е.С.

Журнал: Российский журнал биомеханики @journal-biomech

Статья в выпуске: 2 (76) т.21, 2017 года.

Бесплатный доступ

Целью работы являлось определение вязкоупругости поверхностных мягких тканей грудной клетки человека. С помощью вибрационного вискоэластометра ВВЭМ-5 измерили упругость Е и вязкость V слоя поверхностных мягких тканей, находящегося под индентором, колеблющимся на частоте 40 Гц. При этом использовали реологическую модель Фойгта. Применяя модель однородного вязкоупругого слоя, расположенного на жестком основании, нашли величины модуля сдвига µ и коэффициента сдвиговой вязкости η среды слоя поверхностных тканей. В исследованиях участвовали 12 здоровых добровольцев - мужчин в возрасте от 19 до 22 лет. У каждого испытуемого измерили вязкость и упругость, а также толщину слоя поверхностных мягких тканей, расположенных в шести различных точках на правой стороне поверхности грудной клетки. Для более наглядного представления о характере распределения упругости и вязкости тканей по поверхности грудной клетки величины упругости и вязкости представлены как в виде исходных размерных, так и в виде относительных величин, нормированных на средние значения упругости и вязкости данного испытуемого. Всего проведено 323 измерения вязкости и упругости. Обнаружено, что распределения величин вязкости и упругости не являются нормальными, они больше похожи на логнормальные. В пяти из шести точек измерения вязкоупругих свойств у всех испытуемых проводились в фиксированных областях. Исследовали локальные различия вязкости и упругости тканей в этих областях. Обнаружили, что вязкость поверхностных тканей, расположенных ближе к подмышечной впадине, больше, чем в других исследованных областях грудной клетки. Таким образом обнаружены локальные различия вязкости тканей и рассмотрена проблема влияния вязкоупругости поверхностных тканей на результаты измерения вибраций тканей с использованием контактных датчиков.

Еще

Сдвиговые вязкость и упругость, вискоэластометр, поверхностные мягкие ткани, грудная клетка, измерение вибраций поверхности, вибрационная вискоэластометрия

Короткий адрес: https://sciup.org/146216237

IDR: 146216237

Список литературы Упругость и вязкость поверхностных тканей грудной клетки человека

  • Гланц C. Медико-биологическая статистика: пер. с англ. -М.: Практика, 1998. -459 с.
  • Гончарова И.Ю. Датчик для регистрации шумов дыхания на основе использования микрофона//Акустический вестник -2000. -Т. 3, № 2. -С. 56-62.
  • Коренбаум В.И., Тагильцев А.А., Дьяченко А.И., Костив А.Е. Сравнение характеристик акустических датчиков различных типов при регистрации звуков, проведенных из полости рта на поверхность грудной клетки человека//Акустический журнал. -2013. -Т. 59, № 4. -С. 530-538.
  • Пасечник В.И., Бодрова Н.Б., Модянова Е.А. О влиянии процесса измерения на реологические характеристики биологических тканей//Методы вибрационной диагностики реологических характеристик мягких материалов и биологических тканей: сб. науч. тр. -Горький, 1989. -С. 92-104.
  • Пашовкин Т.Н., Сарвазян А.П. Механические характеристики мягких биологических тканей//Методы вибрационной диагностики реологических характеристик мягких материалов и биологических тканей: сб. науч. тр. -Горький, 1989. -С. 105-115.
  • Сковорода А.Р., Аглямов С.Р. Определение механических свойств вязкоупругого слоя на основе импедансных измерений//Математическое моделирование. -1997. -Т. 9, № 8. -С. 119-126.
  • Тиманин Е.М. Нелинейные упругие свойства поверхностных тканей тела человека, наблюдаемые методом вдавливания индентора//Российский журнал биомеханики. -2014. -Т. 18, № 2. -С. 147-157.
  • Тиманин Е.М., Густов А.В., Александрова Е.А., Устимкина М.А. Виброакустические методы и аппаратно-программный комплекс для неврологической диагностики//Фундаментальные науки медицине. Биофизические медицинские технологии.-М.: МАКС Пресс, 2015. -Т. 2. -С. 194-215.
  • Тиманин Е.М., Еремин Е.В. Аппаратно-программные комплексы для вибрационной вискоэластометрии биологических мягких тканей//Альманах клинической медицины. -2008. -Т. XVII. Часть 2. III Троицкая конференция «Медицинская физика и инновации в медицине». -М.: МОНИКИ, 2008. -С. 143-146.
  • Федоров А.Е., Лохов В.А. О применении теории вязкоупругости в эстетической хирургии//Российский журнал биомеханики. -2003. -Т. 7, № 4. -С. 34-46.
  • Щуров В.А. Динамика биомеханических свойств кожных покровов, стенок артерий и скелетных мышц при увеличении продольных размеров конечности//Российский журнал биомеханики. -2015. -Т. 19, № 2. -С. 221-229.
  • Dyachenko A., Timanin E., Vasiliev V., Mikhaylovskaya A., Semenov Yu. Elastic waves and viscoelasticity of the surface tissues on the human chest wall//7th World Congress of Biomechanics, Boston, 6-11 July 2014. -Boston, USA: Organ Biomechanics. -Р. 731.
  • Dyachenko A., Veremyeva M., Fomina E. Elasticity and viscosity of human chest wall surface tissues and their effect on registration of lung sounds//41st Annual Conference of International Lung Sounds Association, 7-8th October 2016. -Tokyo, Japan. -Р. 20.
  • Electronic statistics textbook . -URL: http://www.statsoft.com/textbook (дата обращения: 25.09.2016).
  • Hoyt K., Castaneda B., Zhang M., Nigwekar Р., di Sant’Agnese A., Joseph J.V., Strang J., Rubens D.J., Parker K.J. Tissue elasticity properties as biomarkers for prostate cancer//Cancer Biomark. -2008. -Vol. 4, № 4-5. -P. 213-225.
  • McKee С.T., Last J.A., Russell P., Murphy C.J. Indentation versus tensile measurements of Young’s modulus for soft biological tissues//Tissue engineering: Part B. -2011. -Vol. 17, № 3. -P. 155-164.
  • Nemoto T., Kubota R., Murasawa Y., Isogai Z. Viscoelastic Properties of the human dermis and other connective tissues and its relevance to tissue aging and aging-related disease [Электронный ресурс] - URL: http://www.intechopen.com/books/viscoelasticity-from-theory-to-biological-applications/viscoelasticproperties-of-the-human-dermis-and-other-connective-tissues-and-its-relevance-to-tissue (дата обращения: 25.10.2016).
  • Zhang M., Nigwekar P., Castaneda B., Hoyt K., Joseph J.V., di Sant’Agnese A., Messing E.M., Strang J.G., Rubens D.J., Parker K.J. Quantitative characterization of viscoelastic properties of human prostate correlated with histology//Ultrasound in Medicine and Biology. -2008. -Vol. 34, № 7. -P. 1033-1042.
Еще
Статья научная