Non-Newtonian flow of pathological bile in the biliary system: experimental investigation and CFD simulations

Kuchumov, Alex G.; Gilev, V. G.; Попов, В. В.; Самарцев, В А; Гаврилов, В А

doi:10.1007/s13367-014-0009-1

Cited by 25 publications

(17 citation statements)

References 30 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The measurements were made from 20 to 240 minutes after taking a meal. After that using least square method, we obtained Windkessel model parameters can be found by (6) (Fig. 5).…”

Section: Ultrasound Gallbladder Performancementioning

confidence: 99%

“…Each of compartment is modelled using different models depending on mechanical performance of this compartment based on physiological data. Computational models of bile flow dynamics were proposed by Luo et al [1], [2], [3], Agrawal et al [4], [5], Kuchumov et al [6], [7], Al-Atabi et al [8], Ro-Chin Lo et al [9]. Peristaltic bile flow models were proposed by Maiti and Misra [10] and Kuchumov et al [11], [12].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Biomechanical modelling of bile flow in the biliary system

Kuchumov

2018

MATEC Web Conf.

View full text Add to dashboard Cite

Abstract. The biliary system consists of the biliary tree, gallbladder and major duodenal papilla. Soft tissues compliance plays important role in the bio-fluids transport. Particularly, bile flow disturbances due to bile duct wall motor function changes in the extra-hepatic ducts, from medicine point of view are called dyscinesia of biliary tract. Fluid motion in the elastic and compliant ducts can be described by different models (for example, Windkessel model, peristaltic fluid motion, FSI algorithm). Our approach is decomposition of the biliary system into three compartments (extra-hepatic biliary tree, gallbladder, major duodenal papilla). Bile flow in the extra-hepatic ducts is simulated using FSI algorithm. Bile flow in the gallbladder can be described as flow in the reservoir with compliant ducts using Windkessel model. Bile flow in the major duodenal papilla is considered as peristaltic fluid motion, because the wall contraction is really important factor of fluid motion in that segment. The coupling of these compartments is performed by boundary conditions. The biliary system geometry was obtained using MRI patient-specific data. It was confirmed that normal bile can be modeled as Newtonian fluid and lithogenic bile can be modeled as non-Newtonian fluid (Carreau fluid). Bile ducts were modeled as hyperelastic material.

show abstract

“…The measurements were made from 20 to 240 minutes after taking a meal. After that using least square method, we obtained Windkessel model parameters can be found by (6) (Fig. 5).…”

Section: Ultrasound Gallbladder Performancementioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Biomechanical modelling of bile flow in the biliary system

Kuchumov

2018

MATEC Web Conf.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Maiti и J.C. Misra были первыми, кто непосредственно создали математическую модель перистальтики желчи в общем желчном протоке и рассмотрели проблему рефлюкса [34]. Известно, что литогенная желчь является неньютоновской средой [16,24], однако авторы рассматривали течение ньютоновской жидкости в пористом канале. Результаты сравнивались с данными работы Y.C.…”

Section: биомеханическое моделирование течения желчиunclassified

“…Было показано, что литогенная желчь может считаться жидкостью Каро [24], таким образом, эта модель применяется к решению проблемы. Ее описание дано в следующем разделе.…”

Section: анатомические сведенияunclassified

Математическое Моделирование Перистальтического Течения Литогенной Желчи Через Проток При Рубцовом Стенозе Рассматриваемом В Виде Трубки С Сужающимися Стенками Конечной Длины

Кучумов¹

2016

РЖБ

View full text Add to dashboard Cite

Аннотация. С точки зрения гидродинамики течение желчи зависит от градиента давления и сокращения стенок. Холедохопанкреатический рефлюкс (т.е. течение пузырной желчи из общего желчного протока в панкреатический проток вместо двенадцатиперстной кишки) считается одной из основных причин возникновения панкреатита (воспаления поджелудочной железы). Понимание причин возникновения рефлюкса с точки зрения физиологии, гидродинамики, биомеханики по-прежнему считается сложной задачей. Целью данной работы является разработка модели перистальтического транспорта течения желчи через проток при рубцовом стенозе как трубку с сужающимися стенками конечной длины. С помощью модели были найдены скорости и распределения давления вдоль трубки и определены условия возникновения холедохопанкреатического рефлюкса. Применяя метод возмущений, были найдены аналитические решения для скоростей и давлений. Зависимости распределения давления в трубке по длине в различные моменты времени построены при различных значениях числа Вайсенберга и безразмерной амплитуды. Было показано, что безразмерная амплитуда имеет большее влияние на характер распределения давления вдоль трубки, чем число Вайсенберга. Найдены значения градиента давления, соответствующие возникновению рефлюкса. Более того, отмечено, что величина перепада давления, соответствующая нулевому среднему расходу, может считаться критерием возникновения рефлюкса.Ключевые слова: трубка с сужающимися стенками, трубка конечной длины, перистальтика, жидкость Каро, желчь, рубцовый стеноз, фатеров сосок. ВВЕДЕНИЕЖелчь -это биожидкость, которая секретируется гепатоцитами (клетками печени), принимающая участие в эмульгировании жиров [21].С точки зрения гидродинамики течение желчи зависит от градиента давления и сокращения стенок. Перистальтика играет важную роль в нормальном и патологическом течении. Холедохопанкреатический рефлюкс (т.е. патологическое течение пузырной желчи из общего желчного протока в проток поджелудочной железы, а не в двенадцатиперстную кишку), как известно, является одной из причин возникновению панкреатита (воспаления поджелудочной железы) [54].

show abstract

“…Many scientific application, such as numerical simulation of computational fluid dynamics(CFD) [1][2][3][4] and simultaneous localization in robotics [5][6][7][8], etc., need to solve large and complicated linear equations, that is difficult to be solved with direct methods [9,10] which need more memory to solve. Now there are some iterative methods proposed [11][12][13][14], which need less memory, solve large and complicated linear equations more efficiently.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%