site spy pen software best spy cam app for iphone 6 iphone 6s Plus ios 7 spyware iphone app spy kit whatsapp spy existe excellent cell spy 2015 spy on cheaters phone here link free bbm spyware cell phone spy iphone 3gs iphone 5s 6 1 3 spyware spy press
 O ICM     CENTRUM  OBLICZENIOWE     DZIAŁALNOŚĆ  NAUKOWA     WYDARZENIA     EDUKACJA     ARCHIWUM     
Modelowanie i optymalizacja kardiochirurgicznych zespoleĂą naczyniowych
ICM Działalność naukowa Projekty
   STRONA GŁÓWNA   |   NAPISZ DO NAS LIST   |   MAPA SERWISU   |


MODELOWANIE I OPTYMALIZACJA KARDIOCHIRURGICZNYCH ZESPOLEŃ NACZYNIOWYCH



Projekt badawczy KBN

Okres realizacji projektu: 30 miesięcy
Termin rozpoczęcia: 1 stycznia 2001
Termin zakończenia: 30 czerwca 2003


Kierownik projektu: dr hab. Jacek Waniewski
Interdyscyplinarne Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego, Uniwersytet Warszawski
Instytut Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej PAN

Główni wykonawcy:

Dr Zbigniew Nawrat

Śląska Akademia Medyczna, Katedra i Zakład Mechanicznego Wspomagania Krążenia

Dr inż. Jacek Szumbarski
Politechnika Warszawska, Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej

Lek. med. Jeremi Mizerski
II Klinika Kardiochirurgii, Instytut Kardiologii

Wykonawcy:

Mgr Zbigniew Małota, Instytut Protez Serca, Pracownia Bicybernetyki, Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii

Mgr inż. Paweł Kostka, Politechnika Śląska, Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki, Zakład Elektroniki Biomedycznej

Prof. dr hab. inż. Andrzej Styczek, Politechnika Warszawska, Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej

Dr hab. inż. Jacek Rokicki, Politechnika Warszawska, Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej

Mgr inż. Piotr Olszewski, Politechnika Warszawska, Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej

Dr Dorota Kozińska, Interdyscyplinarne Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego, Uniwersytet Warszawski

Dr Krzysztof Nowiński, Interdyscyplinarne Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego, Uniwersytet Warszawski

Dr inż. Anna Trykozko, Interdyscyplinarne Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego, Uniwersytet Warszawski


Konsultanci:
Prof. Zbigniew Religa
Prof. Marek Niezgódka


Celem projektu jest zastosowanie zintegrowanej metodyki modelowania symulacyjnego dla potrzeb analizy warunków poprawnego działania nowego układu hydrodynamicznego w krążeniu krwi, powstającego w wyniku chirurgicznej interwencji ratującej życie noworodków i małych dzieci z wrodzoną wadą serca. Prowadzone prace będą skoncentrowane na analizie konkretnego przykładu zespolenia tętniczo - żylnego typu Blalock Taussig (połączenie lewej tętnicy podobojczykowej i lewej tętnicy płucnej).

Punktem wyjścia projektu jest obszerna własna baza danych medycznych dotyczących tych operacji (łącznie około sześćdziesięciu przypadków). Baza ta umożliwia określenie warunków wstępnych do opracowania komputerowych modeli symulacyjnych układu fizjologicznego, które będą wykorzystane do analizy przypadków niepowodzenia części dotychczasowych operacji oraz do optymalizacji warunków geometrycznych i hemodynamicznych pooperacyjnego układu przepływowego, ze szczególnym uwzględnieniem zjawisk przyściennych w strumieniu i procesu koagulacji krwi.

Istotnym elementem projektu jest dokładne sprawdzenie adekwatności realizowanych symulacji komputerowych na fizycznym modelu układu krążenia, co stanowi wstępny warunek ich stosowalności do układu biologicznego. Podjęte zostaną również badania biofizycznych i biochemicznych parametrów wpływających na zachowanie się krwi, a zwłaszcza jej krzepliwość.

Opracowane zostaną własne modele symulacyjne (tak w zakresie samej konstrukcji modeli matematycznych jak specjalizowanych rozwiązań obliczeniowych) i oprogramowanie komputerowe w celu umożliwienia prowadzenia obliczeń przepływów z dokładnością konieczną do wyznaczenia dodatkowych zmiennych (w szczególności pola naprężeń) oraz zintegrowania w przyszłości modelu hydrodynamicznego z biofizycznym i biochemicznym modelem zachowania się krwi, w tym z procesami hemolizy i krzepnięcia.

Zostaną opracowane odpowiednie metody oraz utworzone oprogramowanie umożliwiające symulację ruchu krwi w układzie naczyń, wykorzystując metodę korekcji ciśnienia. Proponowana metoda, oparta o schematy wyższego rzędu, pozwoli na skuteczne wyznaczenie trójwymiarowych, zmiennych w czasie struktur przepływu. Pozwoli także na wiarygodne określenie lokalnych pól naprężeń oraz ich ekstremów. Rozważany obszar pokryty będzie siatką niestrukturalną (lub zbiorem siatek przekrywających się) z opcją dostosowania do zmiennego kształtu brzegu i lokalnych cech pola prędkości.

W szczególności cele projektu obejmują:

  1. zbadanie zakresu możliwości zastosowania istniejącego oprogramowania aplikacyjnego do analizowanych zagadnień,
  2. projekt i wykonanie odpowiedniego oryginalnego oprogramowania komputerowego,
  3. testy fizyczne przeprowadzonych symulacji i określenie zakresu koniecznej dokładności metod numerycznych, z wykorzystaniem wizualizacji laserowej przepływu oraz pomiary anemometryczne,
  4. przeprowadzenie badań biofizycznych dotyczących zachowania się krwi wanalizowanych układach przepływowych,
  5. przeprowadzenie analizy symulacyjnej różnych układów geometrycznych i ich optymalizacja pod kątem zastosowań kardiochirurgicznych,
  6. analiza poprawności optymalizacji w oparciu o dostępne dane literaturowe oraz własne dane kliniczne.

Projektowane badania będą wykonane przez interdyscyplinarny zespół naukowy, łączący wiedzę i doświadczenie różnych ośrodków badawczych i klinicznych. Wyniki prac powinny pozwolić na zwiększenie skuteczności zabiegów chirurgicznych. Stworzone modele i narzędzia symulacji komputerowych będą mogły zostać również wykorzystane do analizy szeregu innych naturalnych i utworzonych sztucznie układów krążenia krwi. Będzie można także rozpocząć pracę nad kolejną generacją programów hemodynamicznych, w pełni pozwalających już nie tylko opisywać hydrodynamikę przepływu krwi ale i właściwe dla niej procesy biofizyczne i biochemiczne.

Prowadzone prace są omawiane na seminarium Matematyczne modelowanie przepływów krwi