用于生物弹性体组织重塑超声评估的多孔介质流固耦合新理论
医学物理
2020-03-18 v1 软凝聚态物质
组织与器官
摘要
因日益增长的健康需求，生物弹性体在组织修复领域展现出巨大价值与潜力。亟需改进的非侵入性方法以监测生物弹性体辅助的组织发育。本文提出一种用于生物弹性体组织重塑超声评估的多孔介质流固耦合新理论。传统流体饱和多孔固体描述中常用的固液位移相等假设不适用于生物弹性体等软介质。我们修正 Biot 的地球声学理论，以允许聚集体中流体与固体间的相对运动，并推导出特征流固耦合参数的表达式。与常规方法不同，超声剪切波弹性成像观测到的剪切波传播速度在新理论中被视作已知量，而计算所得的耦合参数值用于评估组织修复状态。通过分析选定案例对模型进行验证，并明确了模型的适用条件。然而，仍需进一步发展该理论以提取可用于监测整个组织重塑过程的动态参数。本文发展了可用于分析组织修复力学的理论方法，该理论在无细胞原位组织工程领域具有潜在应用，可用于组织再生与生物弹性体降解复杂力学重塑过程的非侵入性监测。
引用
@article{arxiv.2003.07586,
title = {A new theory of fluid-solid coupling in a porous medium for application to the ultrasonic evaluation of tissue remodeling using bioelastomers},
author = {Chuanyang Jiang and Yanying Zhu and Kaixuan Guo and Qing Li and Zhengwei You and Jiao Yu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.07586},
year = {2020}
}