|
|
In Vitro Study of the Effect of Particle Characteristics and Flow Rate on Regional Deposition in Human Airways
Bělka, Miloslav ; Adamec, Vladimír (referee) ; Farkas, Árpád (referee) ; Jedelský, Jan (advisor)
Dlouhodobé vdechování částic může přispívat ke vzniku nebo zhoršení nejrůznějších plicních onemocnění. Na druhou stranu, vdechování léčiv je často používanou metodou podávání léků proti astmatu a jiným nemocem dýchacího ústrojí. V obou případech je důležité dobře porozumět mechanismům, na jejichž základě funguje pohyb částic a jejich usazování v dýchacích cestách. Cílem této disertační práce bylo získat nová experimentální data depozice částic a analyzovat vliv tvaru částic a průtoku vzduchu na depozici. Byla studována depozice porézních a vláknitých částic v realistickém modelu dýchacích cest. Porézní částice byly vyrobeny různými metodami, např. sprejovým sušením nebo metodou krystalizace. Takto vyrobené částice byly použity při depozičních experimentech. Detekce částic byla provedena pomocí UV/VIS spektrofotometrie. Vláknitý aerosol byl vytvořen rozdrcením skelné vaty. Takto vzniklé vláknité částice byly několikrát prosety přes řadu sít a dále roztříděny podle délky pomocí klasifikátoru pracujícím na principu dielektroforézy. Následná depozice byla vyhodnocena použitím mikroskopie s fázovým kontrastem. Ke zrychlení analýzy byl vyvinut program, který dokáže na základě analýzy obrazu najít a spočítat vlákna. Výsledky experimentu byly použity k určení depozičních charakteristik. S jejich pomocí pak byl kvantifikován vliv tvaru částic a průtoku na míru usazování. Depoziční účinnost částic rostla v závislosti na Stokesově čísle, což poukazuje na vliv setrvačnosti při usazování částic. Bylo prokázáno, že depoziční účinnost porézních částic je podobná té u částic kulových při stejném Stokesově čísle. Vláknité částice se usazovali méně efektivně v porovnání s kulovými částicemi majícími stejné Stokesovo číslo. Jelikož byly okrajové podmínky dostatečně popsány a model plic je k dispozici i v digitální podobě, je možné data použít k validaci výsledků numerických simulací.
|
|
|
A complex mechanistic lung model
Chumchal, Ondřej ; Mišík, Ondrej (referee) ; Jedelský, Jan (advisor)
This bachelor thesis looks at review of published airway models, with purpose of finding best avaliable solution for extension of current BUT model, reaching 7th generation of branching. The main purpose of the thesis is expanding model further into lower generations. Secondly, it deals with possibilities of getting more realistic results by coming with influence of temperature and humidity. Two main approaches were chosen, which shall be further more explored and adopted into use in BUT model, those are glass bead and rod model. In order to make model as realistic as possible, dimensionless characteristics such as Reynolds number and ratio of inner surface and volume of each generation were calculated to match those in real human lungs. The thesis concerns expansion down to 12th generation. Further calculation of deposition and flow parametres should be done, in order to verify mentioned approach.
|
|
|
Airway analysis of prematurely born babies based on X-ray CT and MRI scans
Lázňovský, Jakub ; Harabiš, Vratislav (referee) ; Chmelík, Jiří (advisor)
Předkládaná Diplomová práce se zabývá analýzou a tvorbou modelů dýchacích cest předčasně narozených dětí. Nejprve je položen teoretický základ v oblasti vývoje dýchacího ústrojí a tvorby modelů dýchacích cest. Poté jsou představeny využité zobrazovací modality a popsány metody pro práci s obrazovými daty. Praktická část práce se zabývá vytvořením modelů dýchacích cest tří novorozenců. Všechny tyto modely jsou vytvořeny na základě klinických CT a MRI dat novorozenců narozených ve 30. týdnu gestačního věku. U těchto vytvořených modelů jsou dále analyzovány vybrané parametry související s anatomickou strukturou dýchacích cest. Na základě analýzy těchto parametrů byl následně navrhnut reprezentativní model, odpovídající dýchacím cestám novorozence daného gestačního věku.
|
|
|
A complex mechanistic lung model
Chumchal, Ondřej ; Mišík, Ondrej (referee) ; Jedelský, Jan (advisor)
This bachelor thesis looks at review of published airway models, with purpose of finding best avaliable solution for extension of current BUT model, reaching 7th generation of branching. The main purpose of the thesis is expanding model further into lower generations. Secondly, it deals with possibilities of getting more realistic results by coming with influence of temperature and humidity. Two main approaches were chosen, which shall be further more explored and adopted into use in BUT model, those are glass bead and rod model. In order to make model as realistic as possible, dimensionless characteristics such as Reynolds number and ratio of inner surface and volume of each generation were calculated to match those in real human lungs. The thesis concerns expansion down to 12th generation. Further calculation of deposition and flow parametres should be done, in order to verify mentioned approach.
|
|
|
Airway analysis of prematurely born babies based on X-ray CT and MRI scans
Lázňovský, Jakub ; Harabiš, Vratislav (referee) ; Chmelík, Jiří (advisor)
Předkládaná Diplomová práce se zabývá analýzou a tvorbou modelů dýchacích cest předčasně narozených dětí. Nejprve je položen teoretický základ v oblasti vývoje dýchacího ústrojí a tvorby modelů dýchacích cest. Poté jsou představeny využité zobrazovací modality a popsány metody pro práci s obrazovými daty. Praktická část práce se zabývá vytvořením modelů dýchacích cest tří novorozenců. Všechny tyto modely jsou vytvořeny na základě klinických CT a MRI dat novorozenců narozených ve 30. týdnu gestačního věku. U těchto vytvořených modelů jsou dále analyzovány vybrané parametry související s anatomickou strukturou dýchacích cest. Na základě analýzy těchto parametrů byl následně navrhnut reprezentativní model, odpovídající dýchacím cestám novorozence daného gestačního věku.
|
|
|
In Vitro Study of the Effect of Particle Characteristics and Flow Rate on Regional Deposition in Human Airways
Bělka, Miloslav ; Adamec, Vladimír (referee) ; Farkas, Árpád (referee) ; Jedelský, Jan (advisor)
Dlouhodobé vdechování částic může přispívat ke vzniku nebo zhoršení nejrůznějších plicních onemocnění. Na druhou stranu, vdechování léčiv je často používanou metodou podávání léků proti astmatu a jiným nemocem dýchacího ústrojí. V obou případech je důležité dobře porozumět mechanismům, na jejichž základě funguje pohyb částic a jejich usazování v dýchacích cestách. Cílem této disertační práce bylo získat nová experimentální data depozice částic a analyzovat vliv tvaru částic a průtoku vzduchu na depozici. Byla studována depozice porézních a vláknitých částic v realistickém modelu dýchacích cest. Porézní částice byly vyrobeny různými metodami, např. sprejovým sušením nebo metodou krystalizace. Takto vyrobené částice byly použity při depozičních experimentech. Detekce částic byla provedena pomocí UV/VIS spektrofotometrie. Vláknitý aerosol byl vytvořen rozdrcením skelné vaty. Takto vzniklé vláknité částice byly několikrát prosety přes řadu sít a dále roztříděny podle délky pomocí klasifikátoru pracujícím na principu dielektroforézy. Následná depozice byla vyhodnocena použitím mikroskopie s fázovým kontrastem. Ke zrychlení analýzy byl vyvinut program, který dokáže na základě analýzy obrazu najít a spočítat vlákna. Výsledky experimentu byly použity k určení depozičních charakteristik. S jejich pomocí pak byl kvantifikován vliv tvaru částic a průtoku na míru usazování. Depoziční účinnost částic rostla v závislosti na Stokesově čísle, což poukazuje na vliv setrvačnosti při usazování částic. Bylo prokázáno, že depoziční účinnost porézních částic je podobná té u částic kulových při stejném Stokesově čísle. Vláknité částice se usazovali méně efektivně v porovnání s kulovými částicemi majícími stejné Stokesovo číslo. Jelikož byly okrajové podmínky dostatečně popsány a model plic je k dispozici i v digitální podobě, je možné data použít k validaci výsledků numerických simulací.
|
guest ::
