Projekt je zaměřen na zlepšení popisu mechanických vlastností tkání v individuálních výpočtových modelech aneurysmatu abdominální aorty (AAA) pacienta používaných k predikci ruptury. Experimentální část projektu se kromě měření mechanických vlastností intraluminálního trombu (ILT) bude věnovat zkouškám stěny AAA ve dvouosé napjatosti (do 3 hod. po odebrání) a histologickému vyhodnocování orientace kolagenních vláken ve stěně. Využití získaných poznatků k deformačně-napěťové analýze AAA zahrnuje použití nelineárního poroelastického konstitutivního modelu ILT, včetně závislosti jeho parametrů na tloušťce a deformaci ILT, dále vícevrstvé konstitutivní modely stěny AAA, zohlednění jeho nezatížené geometrie a zbytkové napjatosti, zahrnutí koncentrace napětí na odbočujících tepnách a zhodnocení významu orientace kolagenních vláken. Pro predikci porušení AAA budou analýzy využívat rozložení indexu rizika porušení, což oproti metodě maximálních napětí umožňuje lépe popsat místo pravděpodobného porušení se zahrnutím lokálního snižování pevnosti stěny nebo její směrové závislosti.

Popis anglicky
The project aims at improvement of description of mechanical properties of tissues in patient-specific computational models of abdominal aortic aneurysm (AAA) used in rupture prediction. The project deals with experimental measurements of mechanical properties of intraluminal thrombus (ILT), testing of the AAA wall under biaxial stress conditions and histological evaluation of orientation of collagen fibres in the wall. Application of the acquired data in AAA stress-strain analyses comprehends non-linear poroelastic constitutive model of ILT, incl. dependence of its parameters on the thickness and deformation of the ILT, multilayer models of the AAA wall, its unloaded geometry and residual stresses, accounting for stress concentration on the branch arteries and evaluation of the orientation of collagen fibres. For prediction of AAA rupture the rupture risk index will be used, which enables one to describe better the probable rupture location than maximum von Mises stress by including the local reduction of the ultimate stress or its direction dependency.

Klíčová slova
výdut aorty, hyperelastický materiál, intraluminální trombus, index rizika ruptury, kolagenní vlákno

Klíčová slova anglicky
aortic; aneurysm; hyperelastic; material; intraluminal; thrombus; rupture; risk; index; collagen; fibre

GA13-16304S

čeština

Burša Jiří, prof. Ing., Ph.D. - hlavní řešitel

Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky
- odpovědné pracoviště (1.1.1989 - nezadáno)
Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky
- příjemce (1.2.2013 - 31.12.2015)

POLZER, S.; GASSER, T.; VLACHOVSKÝ, R.; KUBÍČEK, L.; LAMBERT, L.; MAN, V.; NOVÁK, K.; SLAŽANSKÝ, M.; BURŠA, J.; STAFFA, R. Biomechanical indices are more sensitive than diameter in predicting rupture of asymptomatic abdominal aortic aneurysms. JOURNAL OF VASCULAR SURGERY, 2020, vol. 71, no. 2, p. 617 (+ p.)ISSN: 0741-5214.
Detail

NOVÁK, K.; POLZER, S.; KŘIVKA, T.; VLACHOVSKÝ, R.; STAFFA, R.; KUBÍČEK, L.; LAMBERT, L.; BURŠA, J. Correlation between transversal and orthogonal maximal diameters of abdominal aortic aneurysms and alternative rupture risk predictors. COMPUTERS IN BIOLOGY AND MEDICINE, 2017, vol. 83, no. 3, p. 151-156. ISSN: 0010-4825.
Detail

Stanislav Polzer, Kamil Novák, Jiří Burša. Feasibility of Incorporating Blood Pressure Distribution into Rupture Risk Assesment of Abdominal Aortic Aneurysm. ESB 2016, Lyon: 2016. p. 1 (1 s.).
Detail

FEDOROVA, S.; BURŠA, J. Application of polar elasticity to the problem of pure bending of a thick plate. In ECCOMAS Congress 2016 - Proceedings of the 7th European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering. Crete, Greece: National Technical University of Athens, 2016. p. 2162-2171. ISBN: 9786188284401.
Detail

SLAŽANSKÝ, M.; POLZER, S.; BURŠA, J. Analysis of Accuracy of Biaxial Tests Based on their Computational Simulations. Strain, 2016, vol. 52, no. 5, p. 424-435. ISSN: 1475-1305.
Detail

SKÁCEL, P.; BURŠA, J. Poisson's ratio of arterial wall – inconsistency of constitutive models with experimental data. Journal of the mechanical behavior of biomedical materials, 2016, vol. 54, no. 1, p. 316-327. ISSN: 1751-6161.
Detail

Luboš Kubíčeka, Robert Staffa, Robert Vlachovský , Stanislav Polzer, Peter Kružliak. Incidence of small abdominal aortic aneurysms rupture, impact of comorbidities and our experience with rupture risk prediction based on wall stress assessment. Cor at Vasa, 2015, vol. 57, no. 2, p. 127-132. ISSN: 0010-8650.
Detail

POLZER, S.; GASSER, T. Biomechanical rupture risk assessment of abdominal aortic aneurysms based on a novel probabilistic rupture risk index. Journal of the Royal Society Interface, 2015, vol. 113, no. 12, p. 1-11. ISSN: 1742-5689.
Detail

BANSOD, Y.; BURŠA, J. Tensigrity Principle Based Computational Model of Cytoskeleton. In 6th World Conference on Structural Control and Monitoring (6WCSCM). Barcelona, Spain: 6th World Conference on Structural Control and Monitoring (6WCSCM)., 2014. p. 3317-3326. ISBN: 978-84-942844-5-8.
Detail

BURŠA, J.; BANSOD, Y. Models of Living Cells on the Basis of Tensegrity Structures. In 6th World Conference on Structural Contral and Monitoring. Barcelona, Spain.: 6th World Conference on Structural Control and Monitoring (6WCSCM)., 2014. p. 140-146. ISBN: 978-84-942844-5-8.
Detail

NOVÁK, K.; POLZER, S. Automated algorithm evaluating orientation of structures from polarized light microscopy images. 2015. p. 1 (1 s.).
Detail

NOVÁK, K.; POLZER, S.; TICHÝ, M.; BURŠA, J. Automatic evaluation of collagen fibre directions from polarized light microscopy images. 2014. p. 1-2.
Detail

BANSOD, Y.; BURŠA, J. Continuum-based modeling approaches to cell mechanics. World Academy of Science, Engineering and Technology, 2015, vol. 2, no. 9, p. 1202-1213. ISSN: 1307-6892.
Detail

SLAŽANSKÝ, M.; POLZER, S.; BURŠA, J. ANALYSIS OF ACCURACY OF BIAXIAL TESTS BASED ON COMPUTATIONAL SIMULATIONS. In CMBE15 4th International Conference on Computational & Mathematical Biomedical Engineering. Swansea, United-Kingdom: CMBE, Zeta Computational Resources Ltd.Swansea, United-Kingdom, 2015. p. 168-171. ISBN: 978-0-9562914-3-1.
Detail

MAN, V.; SKÁCEL, P.; POLZER, S.; ŠEVČÍK, V.; BURŠA, J. PRACTICAL ASPECT OF BIAXIAL TESTING OF VASCULAR TISSUE. Prague: 2015.
Detail

POLZER, S.; BURŠA, J.; MAN, V. ALGORITHM FOR INTRODUCING RESIDUAL STRESSES INTO FINITE ELEMENT MODELS OF ANEURYSMS. Prague: 2015.
Detail

MAN, V.; NOVÁK, K.; POLZER, S.; BURŠA, J. Applicability of simplified models of abdominal aortic aneurysms. Barcelona: 2014.
Detail

MAN, V.; NOVÁK, K.; POLZER, S.; BURŠA, J. Can Laplace law replace more sophisticated analyses of aortic aneurysms?. Špičák: 2014.
Detail

SLAŽANSKÝ, M.; POLZER, S.; BURŠA, J. Finite element based parametric study of inaccuracies in mechanical testing of soft tissue. 2015.
Detail

SLAŽANSKÝ, M.; POLZER, S.; BURŠA, J. Finite element analyses of biaxial tension testing with different ways of specimen clamping. 2014.
Detail

Odpovědnost: Burša Jiří, prof. Ing., Ph.D.