Algisyl-LVRを使っハーツ失敗関数内で左心室壁応力と改善の削減

次の実験の全体的な目標は、患者固有の数学的モデルを使用して、アルギン酸ヒドロゲルアルジ細胞LVRを使用した注射療法後の筋線維ストレスへの影響を定量化することであり、これは最初に、ヒドロゲルの移植のための頂点と基部の中間にある左心室の自由壁を特定することによって達成されます。第2ステップとして、0.3ccのハイドロゲルを、心室中央レベルに沿った10〜19か所で1回の中断のない動きでゆっくりと注入します。これにより、左心室自由壁が厚くなります。

次に、注射前後のMRI画像を用いて、左心室の患者特異的な数理モデルを構築します。筋線維ストレスに対するハイドロゲル注射療法の影響を定量化するために、Alger CIL LVR ハイドロゲルの追加により、心室筋線維ストレスが時間の経過とともに減少することが示されています。この手法は、ラプラスの法則のような既存の方法と比較して、心室壁の応力を推定する主な利点として、左心室壁の線維構造を考慮し、局所的な筋線維方向の応力成分を予測できることです。

手順を実演するのは、ここ外科のポスドク研究員であるスワン・リー博士です。この手順を開始するには、標準的な胸骨切開術を通じて心臓にアクセスします。手術中、心臓は鼓動したままであり、心肺バイパスは必要ありません。

心臓へのアクセスが作成されたら、心臓の頂点と基部の中間にある中心室レベルで左心室の自由壁を特定します。次に、アルギンヒドロゲルの心筋内注射の位置をマークします。外科的マーカーを使用して、1センチメートル間隔で、中隔間溝から始まり、後中隔溝で終わる1本の線に沿って10〜19個のマーキングを作成します使用直前の中心室レベルでは、6%マンニトールの体積あたり2%重量のアルギン酸ナトリウムの滅菌溶液と、不溶性粒子として懸濁される滅菌アルギン酸カルシウムを組み合わせて、藻細胞LVRを混合します。

また、4.6%マンニトールでは、2つのシリンジ間で溶液を5回前後に通過させて、交互のヒドロゲルを混合します。ハイドロゲルが完全に混合されたら、シリンジの先端に角度を付けます。心筋内空間に混合物を注入しやすくするために、ゲルの最初の混合から2分後に、針を45度の角度で挿入し、0.3ccの混合物を毎秒0.1ccの速度で注入します。

針が目詰まりした場合は、針を取り外して交換してください。以前にマッピングされた左心室の壁の各位置に混合物を注入し続けます。各シリンジには、4〜5つのインプラント部位で使用するのに十分なヒドロゲル溶液が含まれています。

左心室のサイズによっては、最大5種類のハイドロゲル製剤が必要になる場合があります。分析のために左心室のデジタル化を開始するには、まず、無料で入手できるソフトウェア、母斑ラボ、およびその輪郭セグメンテーションオブジェクトライブラリを使用して、左心室の画像を含む短軸MRIと長軸MRIを取得します。左心室の心内膜表面と心外膜表面をデジタル化し、左心室を含む MRI の短軸ビューと長軸ビューで見られる心内膜と心外

その後、心外膜と心内膜のポイントが3D空間で自動的に生成されます。次に、インサートインポートと呼ばれる機能を使用して、3Dポイントをラピッドフォームと呼ばれる市販のソフトウェアにインポートします。最後に、サーフェスを初期グラフィックス、交換仕様、またはiissサーフェスとして出力します。

このプロセスの次のステップは、左心室の有限要素メッシュを作成するために、iiss表面を真のグリッドと呼ばれる市販のソフトウェアにインポートすることです。真のグリッドソフトウェアを使用して、心内膜表面と心外膜表面の間のスペースを8ノードのトライリニアレンガ要素で埋めます。一般に、壁を通る 3 つの要素を持つ約 3000 の要素を含むメッシュです。

厚さは、lsの有限要素法を使用して左心室応力を定量化するために左心室をモデル化するのに十分であり、Dynaは入力デッキをTruegridからKファイルとしてより近い社内にインポートします。ご要望に応じて利用可能なソフトウェアクローザーは、各要素の所定の筋繊維方向をベクトルとして自動的に割り当てます。次に、境界条件を記述し、心筋材料モデルを truegrid からインポートした要素に割り当てます。

まず、SinaのキーワードSPCを使用して左心室基部にリンパ節変位を課します。心外膜基底輪のノードは固定されており、LV基部の残りのノードは基底面上のみを移動するように制限されています。次に、材料同一性を持つキーワードmatを使用して、すべての要素に構成則または応力列車の関係を割り当てます。

次に、Elainaの1 28は、要素表面上のセグメントにキーワードloadアンダースコアを使用して境界条件として圧力を課します。心内膜表面の定義。また、拡張期の終わりをシミュレートするために、キーワードdefine underscore curveを使用して圧力時間荷重曲線を定義します。

時間とともに急速に増加する圧力を、規定された拡張期末期血圧20ミリメートルまで処方します。水銀。最後に圧力は一定に保たれます。その後、拡張期血圧と十分な時間が与えられ、左心室が定常状態に達するまで待ちます。

次に、拡張末期状態から125ミリメートルの所定の収縮期末圧まで、時間とともに急速に増加する圧力を処方することにより、収縮期末期をシミュレートします。水銀が達成されます。圧力は収縮期血圧で一定に保たれ、その後、左心室が定常状態に達するのに十分な時間が与えられます。

次に、完成した入力デックを商用の有限要素ソルバーLSダイナにインポートして、拡張期の終わりと収縮期の終わりに心室壁の応力と左心室腔の容積を計算し、最後に心筋の受動的な剛性と収縮性を反映した材料パラメータを調整します。計算されたLVキャビティ体積が一致するまで調整を続けます。ここに示されている拡張期末および収縮期末に測定された体積は、藻細胞LVR注射治療を受けた患者の心臓のベースラインおよび術後6か月のMRIです。

矢印は患者の左心室の位置を示し、計算された全体的な左心室サイズの収縮期および拡張期ストレスの劇的な減少を選択しました。このモデルを使用すると、注射後 6 か月で非侵襲的に心室の改善を定量的に測定する手段が得られます。この被験者は、心室壁の肥厚と、青色で示されているように壁応力の劇的な減少の両方を見てきました。

このビデオを見れば、藻類細胞LVR注射療法がどのように行われるか、また、患者固有の数学的モデリングを使用してin vivoで左心室MyFiストレス分布がどのように計算されるかについて、よく理解できるはずです。