基于压力-面积环的食管胃结合部生理表型分类与力学机制
生物物理
2022-01-06 v1 流体动力学
摘要
食管胃结合部（EGJ）位于食管远端，充当阀门以允许吞咽物进入胃中并防止酸反流。EGJ肌肉的异常减弱或僵硬会导致其开闭模式改变，并可发展为食管疾病。因此，理解EGJ开闭周期背后的物理机制可为其功能提供机械性见解，并有助于识别导致其退化的潜在病症。利用临床FLIP数据，我们绘制了EGJ位置处的压力-面积滞回曲线，并区分出两种主要环路类型：压力主导环（PDL）和张力主导环（TDL）。在本研究中，我们旨在识别定义每种环路类型的关键特征，并找出导致一种环路向另一种反转的原因。为此，我们使用位于食管内的FLIP装置内部流动的1D模拟重现了临床观察，并计算了EGJ壁随时间所做的功。将该功分解为主动和被动分量，揭示了决定环路类型的竞争机制。这些机制包括食管刚度、流体黏度和EGJ松弛模式。在PDL中，周期内能量的主要来源来自蠕动收缩波引起的流体压力增加；在TDL中，周期内能量的主要来源来自EGJ张力的收缩与舒张。
引用
@article{arxiv.2201.01355,
title = {Pressure -- area loop based phenotypic classification and mechanics of esophagogastric junction physiology},
author = {Guy Elisha and Sourav Halder and Shashank Acharya and Dustin A. Carlson and Wenjun Kou and Peter J. Kahrilas and John E. Pandolfino and Neelesh A. Patankar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.01355},
year = {2022}
}