Konstrukce modelu lidské karotidy na základě elektrohydraulické analogie - Škrlová, Nikola (Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, 2023)
Karotida je důležitá velká tepna dopravující krev do cerebrálního systému, který je zodpovědný za správnou funkci lidského těla. Matematické modely kardiovaskulárního systému byly navrženy pro pochopení onemocnění cév. Hlavním cílem této práce je vytvoření matematického modelu karotidy, pomocí elektrohydraulické analogie. 0D modelování kardiovaskulárního systému neboli model nejnižší úrovně zahrnuje dvouprvkový Windkessel model. Numerické modelování bylo vytvořeno v prostředí MATLAB. Pro řešitelnost bylo nutné získat počáteční parametry průtoku ve společné karotidě. Výsledné tlakové průběhy na společné karotidě bylo nezbytné přizpůsobit ideálnímu tlakovému rozsahu zdravého člověka. Stejný postup byl aplikovaný na průtok v interní karotidě. Poté proběhlo porovnání s reálnou naměřenou křivkou průtoku. Při ověřování zákona zachování hmotnosti průtoku byla zjištěna 6% procentuální odchylka. Chybovost mohla vzniknout zjednodušeným přístupem řídících rovnic a samotnou zaokrouhlovací chybou MATLABU. Toto průlomové spojení vědy a medicíny je přínosem především pro lékaře a pacienty, kteří se s onemocněním potýkají.

The carotid artery plays a crucial role in delivering blood to the cerebral system, which ensures the proper function of the human body. Mathematical models of the cardiovascular system have been proposed to understand vascular disease. The main aim of this study is to create mathematical model of the carotid artery, using an electrohydraulic analogy. The most basic or 0D modeling of cardiovascular system includes the two-element Windkessel model. Numerical modeling was carried out in the MATLAB environment. To make the model solvable, it was necessary to determine the initial flow parameters in the common carotid. It was necessary toadjust the resulting pressure curves on the common carotid to the ideal pressure range of a healthy person. A similar process was performed for the flow in the internal carotid. Then a comparison was made with the real measured flow curve. During the verification of the law of mass conservation of the flow, a 6% deviation was discovered. This discrepancy is attributed to the process of obtaining flow values from the equations assembled in Chapter 5, as well as the rounding error inherent in MATLAB itself. This breakthrough combination of science and medicine is primarily beneficial for doctors and patients who are dealing with the disease.
Design of a model of the human carotid artery based on an electrohydraulic analogy
Keywords: karotida; krevní oběh; modely kardiovaskulárního systému; Windkessel model; 0D model; carotid artery; blood circulation; model of cardiovascular system; Windkessel model; 0D model