Modelling of the acoustic properties of the larger human blood vessel

Abstract

An acoustic model of a larger human blood vessel is developed in order to study the properties of an acoustic field produced by a stenotic narrowing in the vessel. This model takes into account the basic features of noise generation and propagation in human thorax from the source (turbulent pressure fluctuations in blood flow) to the receiver resting on the skin. The low Mach number turbulent wall pressure models by Corcos, Chase, Ffowcs Williams and Smol'yakov-Tkachenko are used for describing the random noise sources in the vessel. The obtained relationships permit analyzing of dependence of the acoustic field in the thorax on the blood flow and vessel parameters, and give the possibility of finding the characteristic signs of presence of a stenotic narrowing in the vessel.

З метою дослідження властивостей акустичного поля, яке генерується стенотичним звуженням у кровоносних судинах людини, побудовано акустичну модель великої судини. Дана модель враховує основні особливості генерації і поширення шумів у грудній клітці людини від джерела (турбулентних пульсацій тиску у кровотоці) до сенсора, розташованого на шкірі. Для опису випадкових джерел шумів у судині використані моделі Коркоса, Чейза, Ффокс-Вільямса і Смольякова-Ткаченка для турбулентного пристінного тиску при малих числах Маха. Отримані співвідношення дозволяють проаналізувати залежність акустичного поля у грудній клітці від параметрів коровотоку й судини і дають можливість установити характерні ознаки наявності стенотичного звуження в судині.

С целью исследования свойств акустического поля, генерируемого стенотическим сужением в кровеносных сосудах человека, построена акустическая модель крупного сосуда. Данная модель учитывает основные особенности генерации и распространения шумов в грудной клетке человека от источника (турбулентных пульсаций давления в кровотоке) к датчику, расположенному на коже. Для описания случайных источников шумов в сосуде использованы модели Коркоса, Чейза, Ффокс-Вильямса и Смольякова-Ткаченко для турбулентного пристеночного давления при малых числах Маха. Полученные соотношения позволяют проанализировать зависимость акустического поля в грудной клетке от параметров коровотока и сосуда и дают возможность установить характерные признаки наличия стенотического сужения в сосуде.