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Analyzing and modeling rheological behavior of liver fibrosis in rats using shear viscoelastic moduli

Journal of Zhejiang University-Science B(Biomedicine & Biotechnology) 2014年第4期15卷 375-381页

作者： Ying ZHU Yi ZHENG Yuan-yuan SHEN Xin CHEN Xin-yu ZHANG Hao-ming LIN Yan-rong GUO Tian-fu WANG Si-ping CHEN National-Regional Key Technology Engineering Laboratory for Medical Ultrasound Department of Biomedical EngineeringSchool of MedicineShenzhen University Department of Electrical and Computer Engineering St. Cloud State University

The process of liver fibrosis changes the rheological properties of liver *** study characterizes and compares liver fibrosis stages from F0 to F4 in rats in terms of shear viscoelastic *** two viscoelastic models,the zener model and Voigt model,were applied to experimental data of rheometer tests and then values of elasticity and viscosity were estimated for each fibrosis *** results demonstrate that moderate fibrosis（≤F2） has a good correlation with liver *** mean zener elasticity E1 increases from（0.452±0.094） kPa（F0） to（1.311±0.717） kPa（F2）,while the mean Voigt elasticity E increases from（0.618±0.089） kPa（F0） to（1.701±0.844） kPa（F2）.The mean zener viscosity increases from（3.499±0.186） Pa·s（F0） to（4.947±1.811） Pa·s（F2） and the mean Voigt viscosity increases from（3.379±0.316） Pa·s（F0） to（4.625±1.296） Pa·s（F2）.Compared with viscosity,the elasticity shows smaller variations at stages F1 and F2 no matter what viscoelastic model is ***,the estimated elasticity is more effective than viscosity for differentiating the fibrosis stages from F0 to F2.

关键词： Biological mechanics Rheological properties Liver fibrosis Viscoelasticity Shear modulus Elasticity Viscosity zener model Voigt model

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Viscoelastic characteristics of low-frequency seismic wave attenuation in porous media

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Applied Geophysics 2014年第4期11卷 355-363,508页

作者：凌云韩立国张益明吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026 中海石油研究中心北京100027

Mesoscopic fluid flow is the major cause of wave attenuation and velocity dispersion at seismic frequencies in porous rocks. The Johnson model provides solutions for the frequency-dependent quality factor and phase velocity in partially saturated porous media with pore patches of arbitrary shapes. We use the Johnson model to derive approximations for the quality factor Q at the high and low frequency limit, and obtain the approximate equation for Qmin based on geophysical and geometric parameters. A more accurate equation for Qmin is obtained after correcting for the linear errors between the exact and approximate Q values. The complexity of the pore patch shape affects the maximum attenuation of Qmin and the transition frequency ftr; furthermore, the effect on ftr is stronger than that on Qmin. Numerical solutions to Biot’s equation are computationally intensive; thus, we build an equivalent viscoelastic model on the basis of the zener model, which well approximates the wave attenuation and dispersion in porous rocks in the seismic band.

关键词： Mesoscopic scale johnson model attenuation velocity dispersion zener model

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