Modeling, Monitoring and Control of Hydrocephalus
脑积水的建模、监测和控制
基本信息
- 批准号:7418333
- 负责人:
- 金额:$ 18.66万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2007
- 资助国家:美国
- 起止时间:2007-05-15 至 2010-04-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:ArtsBiomechanicsBrainCanis familiarisCerebrospinal FluidCerebrumChicagoClinicalCommunicating HydrocephalusCoupledDevelopmentFeedbackGoalsHumanHydrocephalusImageIndiumInterventionIntracranial PressureLiquid substanceMagnetic Resonance ImagingMaintenanceMeasurementMethodsModelingMonitorOutcomePathogenesisPatient CarePatientsPhasePlasticsProtocols documentationPumpRangeScienceShunt DeviceStagingStructureSystemTechniquesTelemetryTestingTherapeuticUniversitiesValidationVascular SystemVentricularWorkbasebrain tissuecerebrospinal fluid flowdata modelingdesignhuman dataimprovedin vivoinsightminiaturizenovelnovel diagnosticspressureprogramsresearch studysensorsizethree-dimensional modelingvolunteer
项目摘要
DESCRIPTION (provided by applicant): Modeling, Monitoring and Control of Hydrocephalus. Our long range goal is to design and test a feedback control system for a better treatment of communicating hydrocephalus. New shunting systems equipped with a micro-electro telemetry volume sensor and monitor in conjunction with active feedback could significantly improve patient care and outcome if stage-specific intervention proves to be of importance in pathogenesis. Advances in MR phase contrast imaging and in-vivo intracranial pressure measurements provide new insights into the velocity and pressure distributions of cerebrospinal fluid in normal and hydrocephalic patients. A first principle model derived from our preliminary clinical and experimental work quantifies the CSF flow and the compliant brain tissue. Motivated by new data and modeling progress, it is proposed to explore the feasibility of a new micro-electro telemetry volume sensor for monitoring and directly controlling the ventricular size. For the exploratory R-21 program three specific goals are: Aim 1: Implementation of a fluid-structure interaction model for three-dimensional biomechanical deformation of the brain parenchyma in communicating hydrocephalus and validation of the model using MR imaging of hydrocephalic patients. Aim 2: The design of a micro-electro telemetry ventricular volume sensor and monitor Aim 3: A theoretical and experimental study of a feedback control shunt therapy with miniaturized volume sensor coupled with active micro pumping The novel sensor combined with active feedback control of ventricular size and ICP is expected to provide new diagnostic and therapeutic methods currently not available for patients suffering from communicating hydrocephalus.
描述(由申请人提供):脑积水的建模、监测和控制。我们的长期目标是设计和测试反馈控制系统,以更好地治疗交通性脑积水。如果事实证明特定阶段的干预在发病机制中具有重要意义,那么配备微电遥测体积传感器和监视器以及主动反馈的新型分流系统可以显着改善患者护理和结果。磁共振相差成像和体内颅内压测量的进展为正常和脑积水患者的脑脊液速度和压力分布提供了新的见解。从我们的初步临床和实验工作中得出的第一原理模型量化了脑脊液流量和顺应性脑组织。在新数据和建模进展的推动下,建议探索一种新型微电遥测体积传感器用于监测和直接控制心室大小的可行性。对于探索性 R-21 计划,三个具体目标是: 目标 1:针对交通性脑积水中脑实质的三维生物力学变形实现流固耦合模型,并使用脑积水患者的 MR 成像验证该模型。目标 2:微电遥测心室容量传感器和监护仪的设计 目标 3:微型容量传感器与主动微泵相结合的反馈控制分流疗法的理论和实验研究 新型传感器结合心室大小的主动反馈控制ICP有望为患有交通性脑积水的患者提供目前无法使用的新的诊断和治疗方法。
项目成果
期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Normal and hydrocephalic brain dynamics: the role of reduced cerebrospinal fluid reabsorption in ventricular enlargement.
正常和脑积水的脑动力学:脑脊液重吸收减少在脑室扩大中的作用。
- DOI:
- 发表时间:2009-07
- 期刊:
- 影响因子:3.8
- 作者:Linninger, Andreas A;Sweetman, Brian;Penn, Richard
- 通讯作者:Penn, Richard
Ventricle wall movements and cerebrospinal fluid flow in hydrocephalus.
脑积水的心室壁运动和脑脊液流动。
- DOI:10.3171/2010.12.jns10926
- 发表时间:2011-07-01
- 期刊:
- 影响因子:4.1
- 作者:R. Penn;S. Basati;B. Sweetman;Xiaodong Guo;A. Linninger
- 通讯作者:A. Linninger
Three-dimensional computational prediction of cerebrospinal fluid flow in the human brain.
人脑脑脊液流动的三维计算预测。
- DOI:
- 发表时间:2011-02
- 期刊:
- 影响因子:7.7
- 作者:Sweetman, Brian;Xenos, Michalis;Zitella, Laura;Linninger, Andreas A
- 通讯作者:Linninger, Andreas A
[Mathematical model of intracranial blood-cerebrospinal fluid dynamics system applied to the study of extreme conditions].
应用于极端条件研究的颅内血脑脊液动力学系统数学模型
- DOI:
- 发表时间:1990-09-14
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:S. S. Grigorian;L. Simonov;A. Tsaturian
- 通讯作者:A. Tsaturian
Cerebrospinal fluid flow dynamics in the central nervous system.
中枢神经系统的脑脊液流动动力学。
- DOI:
- 发表时间:2011-01
- 期刊:
- 影响因子:3.8
- 作者:Sweetman, Brian;Linninger, Andreas A
- 通讯作者:Linninger, Andreas A
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