视神经微循环的多域模型:血流与氧输运
生物物理
2024-01-18 v1
摘要
血液微循环和氧输运在视神经的生物学功能中起着重要作用,并直接受到损伤或病理的影响。本工作为视神经建立了一个多域模型,该模型包含了重要的生物学结构以及血流和氧输送中的多种物理机制。两组血管网络被视为同一几何区域内的五个域,它们之间(例如流体流动遵循达西定律)以及与组织域之间(例如水渗漏、扩散)存在多种交换。在血管分布均匀情况下的耦合模型数值结果显示了与文献和直觉一致的机制和尺度。研究了各种重要模型参数(与病理条件相关)的影响,以提供对可能影响的见解。血管分布(此处为静息体积分数)对血液循环有显著影响,可能导致某些局部区域供血不足,进而影响氧输送。穿过毛细血管壁的水渗漏在渗漏系数超过阈值后将产生非平凡的影响。周期性动脉压条件导致了预期的周期性模式和稳定的空间分布,且均匀情况几乎是周期性情况的平均版本。还分析了粘度、血管壁刚度、氧需求等因素的影响。该框架可扩展至包含离子输运,或在获得更多生物学结构信息时用于研究视网膜。
引用
@article{arxiv.2401.08853,
title = {A multi-domain model for microcirculation in optic nerve: blood flow and oxygen transport},
author = {Zilong Song and Shixin Xu and Robert Eisenberg and Huaxiong Huang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.08853},
year = {2024}
}