کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
10435002 910803 2016 7 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Modelling the effects of cerebral microvasculature morphology on oxygen transport
ترجمه فارسی عنوان
مدل سازی اثرات مورفولوژی میکروارگانیسم مغزی بر انتقال اکسیژن
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
میکروواسکولار مغزی نقش مهمی در تأمین مناسب خون در مغز دارد. تعیین وضعیت سلامت مغز استخوان مغز در شرایط پاتولوژیک، مانند سکته مغزی و زوال عقل، مهم است. مطالعات اخیر نشان داده است که رابطه پیچیده بین میزان متابولیسم مغزی و توزیع زمان انتقال، زمان حمل و نقل همه مسیرهای ممکن در دسترس وابسته به توپولوژی شبکه است. در این مقاله، ما یک روش اخذ شده برای حل تابع باقی مانده، مقدار تریسی که در هر عصر در سمت چپ عروق خونی قرار دارد و زمان توزیع زمان انتقال در یک مدل موجود از مغز استخوان مغزی برای محاسبه متابولیسم مغزی گسترش می یابیم. ما تئوری ریاضی مورد نیاز برای حل برای غلظت اکسیژن را دنبال می کنیم و سپس نتایج شبیه سازی ها. یافته شده است که کسر استخراج اکسیژن، کسری اکسیژن از خون در شبکه مویرگ توسط بافت و میزان متابولیسم مغزی بستگی به میانگین و ناهمگونی توزیع زمان انتقال دارد. برای تغییرات جریان خون مغزی، بین میانگین زمان عبور و کسری استخراج اکسیژن و همبستگی منفی بین میانگین زمان عبور و میزان متابولیسم اکسیژن، همبستگی مثبت وجود دارد. همبستگی منفی بین ناهمگونی زمان گذراندن و میزان متابولیسم اکسیژن برای جریان خون مغزی ثابت وجود دارد. تجزیه و تحلیل حساسیت در مورد میانگین و ناهمگونی توزیع زمان ترانزیت قادر به اندازه گیری میزان مشارکت آنها در بخش کسر اکسیژن استخراج و میزان متابولیسم اکسیژن بود. متوسط ​​زمان حمل و نقل سهم بیشتری نسبت به ناهمگونی برای کسری استخراج اکسیژن دارد. این نشان می دهد که مخالف میزان متابولیسم اکسیژن است. این نتایج اطلاعاتی در مورد نقش میکروارگالس مغزی و اثرات آن بر جریان و متابولیسم ارائه می دهد. بدین ترتیب آنها امکان دستیابی به اطلاعات بالینی بالایی را برای تشخیص و درمان بیماریهای مغزی و عضلانی فراهم می کنند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی پزشکی
پیش نمایش مقاله
مدل سازی اثرات مورفولوژی میکروارگانیسم مغزی بر انتقال اکسیژن
چکیده انگلیسی
The cerebral microvasculature plays a vital role in adequately supplying blood to the brain. Determining the health of the cerebral microvasculature is important during pathological conditions, such as stroke and dementia. Recent studies have shown the complex relationship between cerebral metabolic rate and transit time distribution, the transit times of all the possible pathways available dependent on network topology. In this paper, we extend a recently developed technique to solve for residue function, the amount of tracer left in the vasculature at any time, and transit time distribution in an existing model of the cerebral microvasculature to calculate cerebral metabolism. We present the mathematical theory needed to solve for oxygen concentration followed by results of the simulations. It is found that oxygen extraction fraction, the fraction of oxygen removed from the blood in the capillary network by the tissue, and cerebral metabolic rate are dependent on both mean and heterogeneity of the transit time distribution. For changes in cerebral blood flow, a positive correlation can be observed between mean transit time and oxygen extraction fraction, and a negative correlation between mean transit time and metabolic rate of oxygen. A negative correlation can also be observed between transit time heterogeneity and the metabolic rate of oxygen for a constant cerebral blood flow. A sensitivity analysis on the mean and heterogeneity of the transit time distribution was able to quantify their respective contributions to oxygen extraction fraction and metabolic rate of oxygen. Mean transit time has a greater contribution than the heterogeneity for oxygen extraction fraction. This is found to be opposite for metabolic rate of oxygen. These results provide information on the role of the cerebral microvasculature and its effects on flow and metabolism. They thus open up the possibility of obtaining additional valuable clinical information for diagnosing and treating cerebrovascular diseases.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Medical Engineering & Physics - Volume 38, Issue 1, January 2016, Pages 41-47
نویسندگان
, ,