Analysis of the movement of food bolus: a comparison between a healthy esophagus and a chagasic megaesophagus
Análise do deslocamento do bolo alimentar: comparação entre o esôfago saudável e modelo de megaesôfago chagásico
Jaqueline Alves Ribeiro; Marina Pinheiro Marques; Diana Carolina Montilla Perafán; Daniela Neves de Lima; Suélia de Siqueira Rodrigues Fleury Rosa; Afonso Delgado Soares de Souza
Abstract
Objective: to study the dynamics of the human esophagus behavior when affected by Chagas disease.
Methods: a mass-spring-damper model was proposed to model the food through the esophagus during peristaltic action. After that, parameters were recalculated to simulate a chagasic megaesophagus.
Results: the velocity and displacement curves from both models were analyzed and the dynamic differences between the healthy organ and the ill one, identified. According to the results obtained, the food displacement in a chagasic megaesophagus type II (3 centimeters dilated) is just 11.84% of the displacement in a healthy esophagus.
Conclusion: Chagas disease generates a velocity close to zero and a high dampering in the downwards curve of the bolus whose displacement cannot return to its initial state, due to aperistalses, which proves the food bolus retention. With the introduction of the proposed organic control system, an approximation of the curves that remained with dynamic behavior close to the model of the healthy organ was obtained, minimizing the retention of the food.
Keywords
Resumo
Objetivo: estudar a dinâmica do comportamento do esôfago humano quando afetado por doença de Chagas e propor um controlador orgânico para auxiliar no aperistaltismo do órgão.
Métodos: um modelo de massa, mola e amortecedor foi proposto para modelar o deslocamento do bolo alimentar no esôfago durante a ação peristáltica. Foram utilizados parâmetros da literatura para simular o megaesôfago chagásico e o saudável.
Resultados: foram analisadas as curvas de velocidade e deslocamento de ambos os modelos e identificou-se as diferenças dinâmicas entre o órgão saudável e um doente. O deslocamento de alimentos em um tipo de Chagas megaesófago II (3 centímetros de dilatação) é apenas 11,84% do deslocamento num esófago saudável.
Conclusão: a doença de chagas gera uma velocidade próxima de zero e um alto amortecimento na curva de descida do alimento que devido ao peristaltismo o deslocamento que não pode retornar ao seu estado inicial, o que comprova a retenção do bolo alimentar. Com o sistema de controle orgânico proposto obteve-se uma aproximação das curvas a um comportamento dinâmico próximo do modelo do órgão saudável, minimizando a retenção do alimento.
Palavras-chave
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Submitted date:
08/18/2016
Accepted date:
04/04/2017
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