Clinical Physiology of Circulation

Chief Editor

Leo A. Bockeria, MD, PhD, DSc, Professor, Academician of Russian Academy of Sciences, President of Bakoulev National Medical Research Center for Cardiovascular Surgery


Анализ структуры внутрисердечного потока крови на основании исследований архитектоники трабекулярного слоя левого желудочка

E-mail: Сведения доступны для зарегистрированных пользователей.

Link: Clinical Physiology of Blood Circulaiton. 2011; (): -

Full text:  

Abstract

Progress of interventional cardiology and cardiovascular surgery requires development of modern quantitative approaches to the analysis of blood flow state in the transport segment of circulation that is the heart and main vessels. In order to overcome a numerous contradictions in the knowledge of the blood transportation, a hypothesis was supposed asserting the swirling pattern of blood flow in the heart and main vessels, which resembles tornado-like flows, widely spread in the nature. These flows can be exhaustively described by the exact solution of non-stationary hydrodynamic Navier-Stokes and continuity equations for the class of viscous swirling flows, published in 1986. Applying of the exact solution as a hydrodynamic model allows the quantification of blood flow in the course of its generation and evolution during cardiac cycle. Using the morphometry of human and canine left ventricular casts, and multislice computed tomography it has been shown that the trabeculae in the ventricular cavity are oriented along the streamlines of tornado- like flow of appropriate dimension. Moreover this principle covers both diastolic trabeculae of the inlet part of the left ventricle and systolic trabeculae of the outlet part of the left ventricle. It was concluded that the main trabeculae function consists in the structural organization of the intraventricular blood flow by the type of swirling tornado-like jet. Quantitative characteristics of the flow description were proposed. The hydrodynamic analysis of the blood flow is indispensable for the development of new diagnostics criteria, for cardiac surgery optimization, for the design of new implantable devices contacting with blood flow, for mathematical and physical modeling of circulation.

References

Бокерия, Л. А. Анализ поля скоростей закрученного потока крови в аорте на основании трехмерного картирования с помощью магнитно-резонансной велосиметрии / Л. А. Бокерия, А. Ю. Городков, Д. А. Николаев и др. // Бюл. НЦССХ им. А. Н. Бакулева РАМН. - 2003. - T. 4, № 9. - С. 70-74.
Бокерия, Л. А. Анализ структуры течения крови в левом желудочке сердца и аорте на основе точных решений нестационарных уравнений гидродинамики вязкой жидкости / Л. А. Бокерия, А. Ю. Городков, Г. И. Кикнадзе, М. В. Соколов // Бюл. НЦССХ им. А. Н. Бакулева РАМН. - 2002. - Т. 3, № 7. - С. 99-112.
Бураковский, В. И. Характер потока крови в левом желудочке сердца (экспериментальное исследование) / В. И. Бураковский, Н. Б. Доброва, Н. Б. Кузьмина и др. // Эксперим. хирургия и анестезиология. - 1976. - № 3. - С. 13-16.
Бэтчелор, Д. Введение в динамику жидкостей / Д. Бэтчелор. - М.: Мир, 1973.
Городков, А. Ю. Анализ динамических характеристик закрученного потока крови в аорте на основании измерения геометрических параметров проточного канала с помощью магнитно-резонансной томографии / А. Ю. Городков, Д. А. Николаев // Бюл. НЦССХ им. А. Н. Бакулева РАМН. - 2003. - Т. 4, № 9. - С. 67-69.
Городков, А. Ю. Анализ структуры внутрисердечного закрученного потока крови на основании морфометрии трабекулярного рельефа левого желудочка сердца / А. Ю. Городков // Бюл. НЦССХ им. А. Н. Бакулева РАМН. - 2003. - Т. 4, № 9. - С. 61-66.
Гупта, А. Закрученные потоки / А. Гупта, Д. Лили, Н. Сайред. - М.: Мир, 1987.
Кикнадзе, Г. И. Самоорганизация смерчеобразных струй в потоках вязких сплошных сред и интенсификация тепло-массообмена, сопровождающая это явление / Г. И. Кикнадзе, И. А. Гачечиладзе, В. В. Алексеев. - М.: Изд-во МЭИ, 2005.
Кикнадзе, Г. И. Эволюция смерчеобразных течений вязкой жидкости / Г. И. Кикнадзе, Ю. К. Краснов // ДАН СССР. - 1986. - Т. 290, № 6. - С. 1315-1317.
Педли, Т. Гидродинамика крупных кровеносных сосудов / Т. Педли. - М.: Мир, 1983.
Халатов, А. А. Теория и практика закрученных потоков / А. А. Халатов. - Киев: Наукова думка, 1989.
Шлихтинг, Г. Теория пограничного слоя / Г. Шлихтинг. - М.: Наука, 1969.
Colman, R. W. Hemostasis and thrombosis: basic principles and clinical practice / R. W. Colman, V. J. Marder, A. B. Clowes et al. - Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 2006.
Coulter, N. A., Jr. Development of turbulence in flowing blood / N. A. Coulter, Jr., J. R. Pappenheimer // Am. J. Physiol. - 1949. - Vol. 159, № 3. - P. 401-408.
Frazin, L. G. Confirmation and initial documentation of thoracic and abdominal aortic helical flow. An ultrasound study / L. G. Frazin, M. J. Vonesh, K. B. Chandran et al. // ASAIO J. - 1996. - Vol. 42, № 6. - P. 951-956.
Gray, J. Studies in animal locomotion VI. The propulsive powers of dolphin / J. Gray // J. Exp. Biol. - 1936. - Vol. 13. - P. 192-199.
Irisawa, H. Left ventricle as a mixing chamber / H. Irisawa, M. F. Wilson, R. F. Rushmer // Circulation Res. - 1960. - Vol. 8. - P. 183-187.
Kiknadze, G. I. 3D quantitative analysis of flow velocity field inside the aorta during one cardiac contraction. CIMTEC 2002 - 3rd Forum on new materials 6th Int. Conf. «Materials in Clinical Applications» / Eds P. Vincenzini, R. Barbucci / G. I. Kiknadze, I. A. Gachechiladze, A. J. Gorodkov et al. // Techna Srl, 2003. - P. 301-307.
Kilner, P. J. Helical and retrograde secondary flow patterns in the aortic arch studied by three-directional magnetic resonance velocity mapping / P. J. Kilner, G. Z. Yang, R. H. Mohiaddin et al. // Circulation. - 1993. - Vol. 88 (Part 1). - P. 2235-2247.
McDonald, D. A. Blood flow in arteries / D. A. McDonald. - London: Arnold, 1974
Morbiducci, U. In vivo quantification of helical blood flow in human aorta by time-resolved three-dimensional cine phase contrast magnetic resonance imaging / U. Morbiducci, R. Ponzini, G. Rizzo et al. // Ann. Biomed. Eng. - 2009. - Vol. 37, № 3. - P. 516-531.
Singupta, P. P. Left ventricular structure and function: basic science for cardiac imaging / P. P. Singupta, J. Korinek, M. Bolohlavek et al. // J. Am. Coll. Cardiol. - 2006. - Vol. 48, № 10. - P. 1988-2001.
Stonebridge, P. A. Spiral laminar flow in vivo / P. A. Stonebridge, P. R. Hoskins, P. L. Allan, J. F. Belch // Clin. Sci (London). - 1996. - Vol. 91. - P. 17-21.
Taylor, D. E. M. Pattern of blood flow within the heart: a stable system / D. E. M. Taylor, J. D. Wade // Cardiovasc. Res. - 1973. - Vol. 7, № 1. - P. 14-21.

 If you found mistakes, select text and press Alt+A