Research indexJournal article
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРИСТАЛЬТИЧЕСКОГО ТЕЧЕНИЯ ЛИТОГЕННОЙ ЖЕЛЧИ ЧЕРЕЗ ПРОТОК ПРИ РУБЦОВОМ СТЕНОЗЕ РАССМАТРИВАЕМОМ В ВИДЕ ТРУБКИ С СУЖАЮЩИМИСЯ СТЕНКАМИ КОНЕЧНОЙ ДЛИНЫ
Кучумов
Российский журнал биомеханики13 Jul 2016Open access
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРИСТАЛЬТИЧЕСКОГО ТЕЧЕНИЯ ЛИТОГЕННОЙ ЖЕЛЧИ ЧЕРЕЗ ПРОТОК ПРИ РУБЦОВОМ СТЕНОЗЕ РАССМАТРИВАЕМОМ В ВИДЕ ТРУБКИ С СУЖАЮЩИМИСЯ СТЕНКАМИ КОНЕЧНОЙ ДЛИНЫ
Кучумов · Российский журнал биомеханики · 2016
Free to read at the publisher
You can read the abstract here, or the full text at the publisher.
Abstract
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.From fluid mechanics point of view, bile flow depends on the pressure gradient and the wall contraction. Choledochopancreatic reflux (i.е. the flow of the gallbladder bile coming out the common bile duct into the pancreatic duct instead of the duodenum) is known to be one of the reasons of the pancreatitis (inflammation of the pancreas). Understanding of the reasons of the reflux from physiological, hydrodynamic, biomechanical points of view is still a challenging task. The current paper aims at developing mathematical model of the peristaltic bile transport flow through the duct at papillary stenosis as a tapered finite-length tube. It allows evaluating velocities and pressure distribution along the tube, and detecting choledochopancreatic reflux occurrence conditions. Adopting the perturbation method, the analytical solutions for velocities and pressures are obtained. Pressure distribution versus axial coordinate at different time instants are plotted for various values of Weissenberg number and amplitude ratio. It revealed that the amplitude ratio has more effect on the pressure distribution along the tube compared with the Weissenberg number. The values of the pressure gradient corresponding to reflux occurring are obtained. Moreover, it is reported that the pressure drop value corresponding to average flow rate equal to zero may serve as reflux occurrence criterion.