生理性血流是湍流的：重审血管血流动力学原理
流体动力学
2020-11-19 v2 生物物理
医学物理
摘要
当代血管血流动力学范式认为正常血流为脉动层流。向湍流的转捩可导致动脉粥样硬化或脑动脉瘤等疾病。最近，我们在脑动脉瘤的实验模型中证明了湍流的存在，既在动脉瘤囊内也在主动脉中。因此，我们好奇地探索这一关于血流层流性的长期假设是否会受到挑战。我们使用混沌理论、流体动力学稳定性理论和湍流物理学的方法与工具，探索正常血管血流中湍流的存在。我们使用Womersley对Navier-Stokes方程的精确解以及HaeMed生理血流测量数据库，为我们的发现提供可重复的证据，以及来自健康志愿者的多普勒超声测量证据。我们用于研究血流湍流性质的工具在混沌理论、流体动力学稳定性和湍流动力学领域是成熟的。我们清楚地表明，血流本质上是混沌且湍流的，而非层流。我们提出血管血流动力学理论的范式转变，这需要重新思考支配生理和病理过程的血流动力学-生物学联系。
引用
@article{arxiv.2002.03857,
title = {Physiologic Blood Flow is Turbulent: Revisiting the Principles of Vascular Hemodynamics},
author = {Khalid M. Saqr and Simon Tupin and Sherif Rashad and Toshiki Endo and Kuniyasu Niizuma and Teiji Tominaga and Makoto Ohta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.03857},
year = {2020}
}
备注
22 pages, 5 figures and 4 supplementary figures