Cardiovascular biomechanics: ultrasound assessment of the arterial tree flow and pressure waves via electrical analogies

see the original item page
in the repository's web site and access all digital files if the item*

2009 (EN)
Καρδιαγγειακή μηχανική: in vitro και In vivo αποτίμηση υπερχήων αρτηριακών κυμάτων ροής και πίεσης. Συλλογή, ανάλυση και φιλτράρισμα δεδομένων
Cardiovascular biomechanics: ultrasound assessment of the arterial tree flow and pressure waves via electrical analogies

Κουτσουρίδης, Γρηγόρης Γεράσιμος Στέλιου

Στην παρούσα εργασία, παρουσιάζεται μια θεωρητική προσέγγιση των κυματικών φαινομένων και των φαινομένων ανάκλασης σε αιμοφόρα αγγεία, με εξαγωγή εξισώσεων οδευόντων κυμάτων, για την εκτίμηση της ΠΚΤ, με τις κατάλληλες παραδοχές, βασισμένη στα κυματικά φαινόμενα σε γραμμές μεταφοράς για διάφορες περιπτώσεις αιμοφόρων αγγείων (Womersley Numbers) και διακριτών μεταβάσεων και διακλαδώσεων αντίστοιχα. Το θεωρητικό μέρος κλείνει με μια εκτενή μελέτη του καρδιακού έργου που εκπονείται από την αριστερή κοιλία και την ενσωμάτωση της σταθεράς απόσβεσης στις εξισώσεις, που πλέον περιγράφουν πλήρως τη ροή ισχύος κατά μήκος ενός αιμοφόρου αγγείου με απώλειες, άνευ απωλειών και προσαρμοσμένου ή μη. Τέλος, στο πειραματικό μέρος της παρούσης εργασίας, οι 2 και 3-σημείων μέθοδοι εφαρμόζονται, τόσο για καθετηριασμένους αισθητήρες πίεσης όσο και για τα RF δεδομένα ενός σαρωτή υπερήχων, με στόχο την συγκριτική εκτίμηση της ΠΚΤ και της φασικής σταθεράς σε έναν σωλήνα πολυουρεθάνης άνευ απωλειών, υποθέτοντας Newtonian Ροή υπό την παρουσία ανακλάσεων. Ωστόσο, λόγω των χαρακτηριστικών κεραίας του γραμμικού στοιχειο-μετατροπέα υπερήχων, που έχουν να κάνουν με το διάγραμμα ακτινοβολίας του, η μη επεμβατική εκτίμηση της πίεσης απέτυχε να δώσει αξιόπιστα αποτελέσματα για την τοιχωματική κίνηση των αγγείων και έτσι μια νέα πειραματική διάταξη κατασκευάσθηκε για μια μελλοντική μελέτη της αρχής λειτουργίας του σαρωτή υπερήχων.
In this project, a theoretical approach for the wave and reflection phenomena in blood vessels is presented, extracting traveling wave equations, for the estimation of the PWV, under the appropriate assumptions, based on the wave phenomena on transmission lines for different cases of blood vessels (Womersley Numbers) and discrete transitions or bifurcations respectively. The theoretical part is ending with a thorough investigation of the cardiac work done by the left ventricle and the embedment of the attenuation constant in the equations, now fully describing the power flow along a lossy, lossless and/or a matched blood vessel. Finally, in the experimental part of this project, the 2 and 3-point methods are applied, both for catheterized pressure wires and for the RF data of an ultrasound scanner, in order to comparatively estimate the PWV and the phase constant in a lossless polyurethane tube, assuming Newtonian Flow under the existence of reflections. However, due to the antenna properties of the linear array ultrasound transducer, having to do with its radiation pattern, the non-invasive pressure assessment failed to give reliable results for the vessel wall motion and a new experimental setup was built for a future investigation of the ultrasound scanner’s function principle.

Postgraduate Thesis / Μεταπτυχιακή Εργασία

Λόγος στασίμου κύματος τάσεως VSWR
Αριθμός Womersley A
Pulse wave velocity PWV
Ταχύς μτασχηματισμός Fourier FFT
Ρυθμός φωτεινότητας B-mode
Παλμική κυματική ταχύτητα ΠΚΤ
Cardiovascular disease CVD
Καρδιαγγειακή νόσος ΚΑΝ
Fast fourier transformation FFT
Womersley number A
Voltage standing wave ratio VSWR
Brightness mode B-mode

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης (EL)
Aristotle University of Thessaloniki (EN)



Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Ιατρική Σχολή

This record is part of 'IKEE', the Institutional Repository of Aristotle University of Thessaloniki's Library and Information Centre found at Unless otherwise stated above, the record metadata were created by and belong to Aristotle University of Thessaloniki Library, Greece and are made available to the public under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International license ( Unless otherwise stated in the record, the content and copyright of files and fulltext documents belong to their respective authors. Out-of-copyright content that was digitized, converted, processed, modified, etc by AUTh Library, is made available to the public under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International license ( You are kindly requested to make a reference to AUTh Library and the URL of the record containing the resource whenever you make use of this material.

*Institutions are responsible for keeping their URLs functional (digital file, item page in repository site)