보존된 배출 분수로 심부전의 덩어리 매개변수 및 유한 원소 모델링

이 프로토콜은 급성 압력 부하뿐만 아니라 심혈관 혈역학에 보존 된 배출 분획으로 심부전의 효과를 조사하기 위해 심실 준수의 만성 손실을 회수하는 데 사용할 수 있습니다. 당사의 일괄 매개 변수 모델은 매우 계산 효율적이며 재무량 접근 방식은 전기 및 구조 영역을 통합하여 심혈관 혈역학을 보다 정확하게 모델링합니다. EFPEF를 위한 효과적인 처리를 위한 강한 기술적인 필요가 있습니다.

우리 같은 전산 방법은 의료 기기 및 치료제의 개발 및 규제 승인에서 가장 중요합니다. 그림과 같이 수치 솔버 환경에서 도메인을 생성한 후 0 차원 덩어리 매개변수 모델을 설정하려면 유압 라이브러리로 이동하여 필요한 요소를 찾아 유압 파이프라인 요소를 작업 공간으로 놓습니다. 일정한 볼륨 유압 챔버 요소를 삽입하여 벽 준수 및 유체 압축성을 정의합니다.

그리고 흐름에 대한 저항을 정의하기 위해 선형 저항 요소를 추가합니다. 사용자 지정 가변 컴플라이언스 챔버 요소를 통해 각 심장 챔버의 수축성을 모델링하고 테이블에 설명된 대로 각 요소에 대한 매개변수를 제공합니다. 그런 다음 사용자 정의 입력 신호에 따라 시간이 필요한 각 블록에 대해 물리적 신호 반복 시퀀스 요소를 삽입하고 기본 ODE 23 T 암시적 솔버를 선택하고 100초 동안 시뮬레이션을 실행하여 정상 상태에 도달합니다.

유한 요소 분석 모델을 설정하려면 전기 도메인으로 이동하여 표준 모듈을 선택합니다. 단일 분석 비트 단계를 선택합니다. 심장 주기의 지속 시간을 500밀리초로 설정하고 시노어심 노드를 나타내는 노드 집합에 전기 전위 극을 적용합니다.

기본 전기 파 양식을 검토한 후 작업 모듈을 실행하고 심장 전기 작업을 만듭니다. 전기 분석 설정이 완료되면 프리로드 단계에서 기계 도메인으로 이동합니다. 심장의 미리 강조된 상태의 경계 조건을 검토하고 0.3초를 단계 시간으로 선택합니다.

비트 한 단계에서 는 0.5초를 단계 시간으로 사용하여 수축을 시뮬레이션합니다. 회복 한 단계에서는 심장 이완 및 심실 충전을 위해 0.5초를 선택하여 분당 60비트의 심박수에 대해 선택하십시오. 작업 모듈을 실행하고 심장 기계 작업을 만듭니다.

이중 정밀도 옵션을 활성화합니다. 단순화된 덩어리 파라미터 풍성 모델과 혈류 모델 표현을 검토하여 필요에 따라 흐름 저항 및 구조적 규정 준수에 대한 저항 및 정전 용량 원소의 값을 조정합니다. 4개의 심장 챔버의 3D 유한 원소 표현을 검토하고 기하학적 위치가 정확한지 확인합니다.

심장 어셈블리를 확인한 후 상호 작용 모듈로 전환하여 각 4개의 심장 챔버의 규정 준수 및 수축 값을 조정합니다. 강성 값을 검토하여 동맥, 금성 및 폐 순환에서 압력 부피 반응을 모델링하고 각 식품 교환 링크에서 혈류 모델을 수정하기 위해 점성 저항 계수를 조정한다. 다중 물리 시뮬레이션의 경우 입력, 개체 및 라이브러리 파일을 작업 디렉터리에 삽입하고 유한 요소 분석 모델 시뮬레이션 소프트웨어를 시작합니다.

전기 자극 심장 전기 작업을 실행하고 결과 ODB 파일이 작업 디렉터리에 있는지 확인합니다. 기계 도메인으로 전환하여 두 번째 시뮬레이션 단계로 이동합니다. 프리로드 단계에서 내장된 부드러운 진폭 옵션을 사용하여 압력 레벨을 0에서 원하는 수준으로 높입니다.

그런 다음 혈류 모델을 순환 시스템 내에서 일정한 전체 혈액 부피로 실행하고 심장 마이크 시뮬레이션 작업을 실행하기 위해 압력 경계 조건을 비활성화합니다. 덩어리 파라미터 모델에서 대동맥 밸브 협착증을 시뮬레이션하기 위해 좌심실 컴파트먼트에서 대동맥 판막에 대한 입력 신호를 수정하고 기준선대비 70%에 해당하는 오리피스 영역의 감소를 시뮬레이션합니다. 대동맥 밸브 협착증과 FEA 모델을 시뮬레이션하려면 좌심실 동맥 매개 변수 링크의 유체 교환 정의를 수정하고 도구 상자 파일을 실행하여 역 기계 시뮬레이션을 수행합니다.

역 기계 시뮬레이션이 완료되면 표시된 대로 후처리 함수를 실행합니다. 그런 다음 작업 모듈을 보고 심장 기계 작업을 생성하여 새로운 기계적 시뮬레이션을 실행하여 덩어리 매개변수 모델의 압력 과부하로 인한 벽 경화를 모방하고, 좌심실 확장기 규정 준수 요소의 좌심실 확장기 준수를 수정하고 좌심실 펌프의 누출 저항력을 미터당 초당 6개 파스칼으로 18배10배로 증가시다. 유한 요소 분석 모델에서 만성 리모델링효과를 시뮬레이션하려면 좌심실 형상의 활성 재료 특성을 편집하고 기계재료 좌심실 활성 파일에서 좌심실의 재료 반응을 수정한다.

보존된 배출 분획 생리학으로 심부전에 대한 증가된 강성 반응을 포착하기 위해, 이소성 비탄성 제제에서 A 및 B 강성 파라미터를 증가시다. 프리로드 단계에서, 좌심실의 유체 캐비티 압력을 설정하고 왼쪽 심실과 아트리움의 20밀리미터로 좌측 심실및 아트리움의 체적 상태를 얻기 위해 역 기계 시뮬레이션을 수행한다. 그런 다음 표시된 대로 후처리 기능을 실행하고 입증된 대로 새로운 기계적 시뮬레이션을 수행합니다.

실리코 모델의 두 가지는 생리 범위 내에서 유사한 대동맥 및 좌심실 혈역학을 보여줍니다. 대동맥 협착 조건하에서 압력 및 체적 파 형태는 두 모델 모두에서 대동맥 밸브 오리피스 영역을 70% 감소시보여줍니다. 두 모델 모두 대동맥 협착증에 의해 유도된 상승 및 후부하로 인해 수축기 좌심실 압력의 증가를 포착할 수 있다.

리모델링 및 좌심실 규정 준수 손실시, 엔드 확장기 압력 볼륨 관계가 높아져 엔드 확장기 압력과 하부 측기확장부부가 높아집니다. 이러한 현상은 좌심실의 무능력으로 인해 긴장을 풀고 적절하게 느낄 수 없기 때문에 저차원 및 고차원 모델 모두에서 보존된 배출 분수 압력 볼륨 루프로 심부전으로 성공적으로 포착된다. 승모 판막 데이터를 통한 흐름은 조기 이완 및 심방 수축 단계를 모두 강조합니다.

정상 및 협착 성단에 비해, 보존된 배출 분획 흐름을 가진 심부전은 약간 더 높은 피크 초기 이완상 승모 흐름, 그리고 현저하게 감소된 피크 심방 수축 상 흐름을 특징으로 했다. 이러한 심근 스트레스 맵에 설명된 바와 같이 심실 규정 준수의 특성적 손실로 인해 보존된 배출 분수로 심부전에서 높은 응력을 관찰할 수 있습니다. 압력 과부하의 만성 효과를 모델링하고 따라서 보존 된 배출 분획으로 심부전의 혈역학을 재구성하기 위해, 따라서 각 시뮬레이션에서 심실 준수를 변경하는 것이 중요합니다.

백통 강성은 기이확장 기능 장애의 다양한 표현형을 시뮬레이션하기 위해 파라메트릭으로 조사 될 수있다. 이를 통해 질병에 대한 규정 준수 감소의 영향을 보다 포괄적으로 특성화할 수 있습니다. 우리는 우리의 일이 보존 된 배출 분수와 심부전의 현재 이해를 발전시키고이 조건에 대한 치료의 개발을 지원할 수있는 모델의 생성을 향한 길을 열어 바랍니다.